Extra-mantle Genetic Types of Diamond and Prospects for the Kamchatka Diamond-bearing Province of Russia

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The results of studies of two new genetic types of diamonds discovered in Kamchatka and formed in extra-mantle conditions are presented, as evidenced by the absence of signs of post-crystallization annealing with the formation of aggregated nitrogen defects in them. The first of these types is defined by us as volcanic-atmoelectrogenic, formed directly in a volcanic ash-gas cloud due to deep-seated methane due to atmospheric electrical discharges. The second genetic type of diamonds, formed at a depth in the medium of a magmatic-pneumatolithic-hydrothermal ore deposit, can be defined as explosive-tuffizite. The industrial prospects of manifestations of these types give grounds to state the discovery in Russia of a new diamond-bearing province – Kamchatka.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

V. Silaev

Institute of Geology, Komi Scientific Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: silaev@geo.komisc.ru
Rússia, Pervomayskaya str., 54, Syktyvkar, 167982

G. Karpov

Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: karpovga@kscnet.ru
Rússia, bul’var Piipa, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006

A. Demin

JSC Siberian Mining and Metallurgical Alliance (SiGMA)

Email: silaev@geo.komisc.ru
Rússia, Mishennaya str., 106, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683016

L. Anikin

Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: silaev@geo.komisc.ru
Rússia, bul’var Piipa, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006

L. Vergasova

Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: silaev@geo.komisc.ru
Rússia, bul’var Piipa, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006

V. Filippov

Institute of Geology, Komi Scientific Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: silaev@geo.komisc.ru
Rússia, Pervomayskaya str., 54, Syktyvkar, 167982

I. Smoleva

Institute of Geology, Komi Scientific Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: silaev@geo.komisc.ru
Rússia, Pervomayskaya str., 54, Syktyvkar, 167982

E. Vasiliev

St.-Petersburg Mining University

Email: silaev@geo.komisc.ru
Rússia, Vasilyevsky Island, 21 Line, 2, St.-Petersburg, 199106

A. Sukharev

Institute of Geology, Komi Scientific Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: silaev@geo.komisc.ru
Rússia, Pervomayskaya str., 54, Syktyvkar, 167982

B. Makeev

Institute of Geology, Komi Scientific Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: silaev@geo.komisc.ru
Rússia, Pervomayskaya str., 54, Syktyvkar, 167982

A. Khazov

Institute of Geology, Komi Scientific Center, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: silaev@geo.komisc.ru
Rússia, Pervomayskaya str., 54, Syktyvkar, 167982

Bibliografia

  1. Аникин Л.П., Силаев В.И., Чубаров В.М. и др. Алмаз и другие акцессорные минералы в продуктах извержения 2008–2009 г. Корякского вулкана (Камчатка) // Вестник Коми НЦ УрО РАН. 2018. № 2. С. 18–27.
  2. Аникин Л.П., Чубаров В.М., Еремина Т.С. и др. Акцессорные минералы и новая находка алмазов в базальтах вулкана Плоский Толбачик, Камчатка // Материалы ежегодной конференции, посвященной Дню вулканолога: “Вулканизм и связанные с ним процессы”. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2015. С. 214–222.
  3. Бабич Ю.В. Особенности объемного распределения азотных дефектов в синтетических монокристаллах алмаза, полученных при низкотермических условиях роста // Вестник Отделения наук о Земле РАН. 2006. № 1. С. 1–2.
  4. Байков А.И., Аникин Л.П. Дунин-Барковский Р.Л. Находки карбонадо в вулканах Камчатки // Докл. РАН. 1995. Т. 343. № 1. С. 72–74.
  5. Бескрованов В.В. Онтогения алмаза // Наука и техника в Якутии. 2012. № 1(22). С. 89–92.
  6. Войтеховский Ю.Л., Степенщиков Д.Г. Фуллерены С20–С60: каталог комбинаторных типов и точечных групп симметрии. Апатиты: Изд-во ЗАО “КаэМ”, 2002. 55 с.
  7. Галимов Э.М. Вариации изотопного состава алмазов и связь их с условиями алмазообразования // Геохимия. 1984. № 8. С. 1091–1117.
  8. Галимов Э.М., Каминский Ф.В., Карпов Г.А. и др. Об особенностях состава и о природе вулканогенных алмазов // Геология и геофизика. 2020. Т. 66. № 10. С. 1303–1315.
  9. Галимов Э.М., Карпов Г.А, Севастьянов В.С. и др. Алмазы в продуктах извержения вулкана Толбачик (Камчатка 2012–2013 гг.) и механизм их образования // Геохимия. 2016. № 10. С. 868–872.
  10. Гаранин В.К. Полигенность и дискретность – фундаментальные основы генезиса природного алмаза // Проблемы минерагении, экономической геологии и минеральных ресурсов: Смирновский сборник – 2017. М.: Макс-Пресс, 2017. С. 88–129.
  11. Геворькян М.Р. Ювелирные камни-самоцветы Присеванского офиолитового пояса // J. Sib. Fed. University. Engineering and Technologies. 2013. № 7. Р. 761–768.
  12. Гордеев Е.И., Карпов Г.А., Аникин Л.П. и др. Алмазы в лавах Трещинного Толбачинского извержения на Камчатке // Докл. РАН. 2014. Т. 454. № 2. С. 204–206.
  13. Гордеев Е.И., Силаев В.И., Карпов Г.А. и др. Об открытии и природе алмазов в вулканогенных породах Камчатки // Вестник Пермского гос. университета. Геология. 2019. Т. 18. № 4. С. 307–331.
  14. Горшков А.И., Селиверстов В.А., Байков А.И. и др. Кристаллохимия и генезис карбонадо из меланократовых базальтоидов вулкана Авача на Камчатке // Геология рудных месторождений. 1995. Т. 37. № 1. С. 54–66.
  15. Дёмин А.Г. Озерновское месторождение как новый перспективный рудный объект Центральной Камчатки с комплексными рудами на золото, вольфрам, серебро и медь (своеобразие геологического строения, рудный потенциал, стратегия и методика изучения) // Золото и технологии. 2015. № 1. С. 100–106.
  16. Дёмин А.Г. Особенности рудообразования с активным участием вулканического (первичного) и регенерированного газов и разнообразие минерально-сырьевого потенциала ряда молодых вулканогенно-гидротермальных месторождений активных вулканических поясов (на примере Озерновского золоторудного месторождений) // Региональное освоение недр. 2018. № 6. С. 20–42.
  17. Дерягин Б.В., Федосеев Д.В. Рост алмазов и графита из газовой фазы. М.: Наука, 1977. 116 с.
  18. Дунин-Барковский Р.Л., Аникин Л.П., Васильев Г.Ф. Алмазы Камчатки // Горный вестник Камчатки. 2013. № 26. С. 57–61.
  19. Земцов А.Н., Тронь А.А., Мархинин Е.К. Об электрических разрядах в пепловых тучах, возникающих при вулканических извержениях // Бюлл. вулканол. станций. 1976. № 52. С. 19–23.
  20. Каминский Ф.В., Патока М.Г., Шеймович В.С. О геолого-тектоническом положении алмазоносных базальтов Камчатки // Докл. АН СССР. 1979. Т. 246. № 3. С. 679–682.
  21. Карпов Г.А. Открытие на Камчатке нового типа вулканогенного алмазообразования // Материалы XXXIV Крашенинниковских чтений: “Всеобщее богатство человеческих познаний”. Петропавловск-Камчатский: Минкультуры Камчатского края, 2018. С. 283–284.
  22. Карпов Г.А., Аникин Л.П., Флеров Г.Б. и др. Минералого-петрографические особенности алмазсодержащих продуктов Толбачинского трещинного извержения 2013–2013 гг. // Материалы ежегодной научной конференции, посвященной Дню вулканолога: “Вулканизм и связанные с ним процессы”. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2014а. С. 283–288.
  23. Карпов Г.А., Силаев В.И., Аникин Л.П. и др. Эксплозивная минерализация ТТИ–50 // Толбачинское трещинное извержение 2012–2013 гг. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2017. С. 241–255.
  24. Карпов Г.А., Силаев В.И., Аникин Л.П. и др. Алмазы и сопутствующие минералы в продуктах Толбачинского трещинного извержения 2012–2013 гг. // Вулканология и сейсмология. 2014б. № 6. С. 3–20.
  25. Корсаков А.В., Шацкий В.С. Механизм образования алмазов в графитовых “рубашках” в метаморфических породах сверхвысоких давлений // Докл. РАН. 2004. Т. 399. № 2. С. 232–235.
  26. Кутыев Ф.Ш., Кутыева Г.В. Алмазы в базальтоидах Камчатки // Докл. АН СССР. 1975. Т. 221. № 1. С. 183–186.
  27. Лаврова Л.Д., Печников А.М., Плешаков А.М. и др. Новый генетический тип алмазных месторождений. М.: Научный мир, 1999. 221 с.
  28. Минеева Р.М., Сперанский А.В., Титков С.В., Бершов Л.В. Новый парамагнитный центр в аомазах // Докл. РАН. 1994. Т. 334. № 6. С. 755–758.
  29. Ракин В.И., Пискунова Н.Н. Морфология искусственных алмазов // Известия Коми НЦ УрО РАН. 2012. Вып. 3(11). С. 61–67.
  30. Руленко О.П., Токарев П.И. Атмосферно-электрические эффекты Большого трещинного Толбачинского извержения в июне‒сентябре 1975 года // Бюлл. вулканол. станций. 1978. № 56. С. 96–102.
  31. Силаев В.И., Аникин Л.П., Карпов Г.А., Хазов А.Ф. Толбачинские алмазы (ТТИ-50, Камчатка) – новое доказательство вулканогенной природы // Вестник геонаук. 2023а. № 2. С. 17.
  32. Силаев В.И., Вергасова Л.П., Васильев Е.А. и др. Микропарагенезис алмаза и самородного алюминия в продуктах современного вулканизма // Вулканология и сейсмология. 2016. № 6. С. 71–77.
  33. Силаев В.И., Карпов Г.А., Аникин Л.П. и др. Минерально-фазовый парагенезис в эксплозивных продуктах современных извержений вулканов Камчатки и Курил. Часть I. Алмазы, углеродные фазы, конденсированные органоиды // Вулканология и сейсмология. 2019. № 5. С. 54–67.
  34. Силаев В.И., Карпов Г.А., Аникин Л.П. и др. Внемантийные генетические типы алмаза и перспективы камчатской алмазоносной провинции России // Материалы XVI Международной научно-практической конференции: “Новые идеи в науках о Земле”. М.: Изд-во “Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе”, 2023б. Т. 2. С. 159–162.
  35. Силаев В.И., Карпов Г.А., Петровский В.А. и др. Толбачинский углеродно-алмазный феномен и проблемы некимберлитовой алмазоносности // Труды XX Международной научно-технической конференции: “Высокие технологии России”. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015а. С. 87–102.
  36. Силаев В.И., Карпов Г.А., Ракин В.И. и др. Алмазы в продуктах Трещинного Толбачинского извержения 2012–2013, Камчатка // Вестник Пермского университета. Геология. 2015б. № 1. С. 6–27.
  37. Силаев В.И., Кузьмин И.А., Колямкин В.М. и др. Туффизитовые алмазы на Енисейском Кряже // Вестник Пермского университета. Геология. 2017. Т. 16. № 4. С. 304–329.
  38. Силаев В.И., Ковалева О.В., Меньшикова Е.А., Петровский В.А. “Лестница сгорания” Шарля Жерара, или шкала термической устойчивости углеродистых веществ // Материалы III Российского совещания по органической минералогии. Сыктывкар: Геопринт, 2009. С. 42–47.
  39. Силаев В.И., Смолева И.В., Антошкина А.И., Чайковский И.И. Опыт сопряженного анализа изотопного состава углерода и азота в углеродистых веществах разного происхождения // Материалы Научных чтений памяти П.Н. Чирвинского: “Проблемы минералогии, петрографии и металлогении”. Вып. 15. Пермь: Пермский университет, 2012. С. 342–366.
  40. Третьякова Л.И. Примесно-дефектные центры и включения в алмазах как свидетельства космогенно-импактнометаморфогенно-метасоматической истории их генезиса // Материалы минералогического семинара с международным участием (Юшкинские чтения – 2016): “Современные проблемы теоретической, экспериментальной и прикладной минералогии”. Сыктывкар: Геопринт, 2016. С. 119–111.
  41. Шило Н.А., Каминский Ф.В., Лаврова Л.Д. и др. Первая находка алмазов в ультрамафитах Камчатки // Докл. АН СССР. 1979. Т. 248. № 5. С. 1211–1214.
  42. Bundy F.P. Direct conversion of graphite to diamond in static pressure apparatus // J. of Chemical Physics. 1963. V. 38. № 3. P. 618–623.
  43. Cartygny P. Stable Isotopes and the Origin of Diamond // Elemenths. 2005. V. 1. P. 79–84.
  44. Daly T.K., Buseck P.R., Williams P., Lewis Ch.F. Fullerenes from a fulgurite // Science. 1993. V. 259. P. 1599–1601.
  45. Dobrzhinetskaya L.F., O’Barnon E., Sumino H. Non-cratonic Diamonds from UHP Metamorphic Terranes, Ophiolites and Volcanic Sources // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2022. V. 88(1). P. 191–255.
  46. Fang Q., Bai W., Yang J. et al. Qusongite (WC): a new mineral // Amer. Mineral. 2009. V. 94. P. 387–390.
  47. Galimov E.M., Kaminsky F.V., Shilobreeva S.N. et al. Enigmatic diamonds the Tolbachic Volcano, Kamchatka // Amer. Mineral. 2020. V. 105. № 4. Р. 498–609.
  48. Hartman P., Perdok W.G. On the relaiion between Structure and morphology of crystal. I // Acta Crystallography. 1955a. V. 8. P. 49–52.
  49. Hartman P., Perdok W.G. On the relaiion between Structure and morphology of crystal. II // Acta Crystallography. 1955b. V. 8. P. 525–529.
  50. Howell D., Griffin W.L., Yang J. et al. Diamonds in ophiolites or a New diamond growth enviroment? // Earth and Planet. Sci. Lett. 2015. V. 430. P. 284–295.
  51. Kaminsky F.V., Wirth R., Anikin L.P., Moralis L., Schreiber A. Carbonade-like diamond from the Avacha active volcano in Kamchatka, Russia // Litos. 2016. V. 265. P. 222–236.
  52. Kaminsky F.V., Wirth R., Anikin L.P., Schreiber A. “Kamchatite” diamond aggregate from northern Kamchatka, Russia: New find of diamond formed by gas phase condensation or chemical vapor deposition // Amer. Mineral. 2019. V. 104. № 1. Р. 140–149.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Morphology and photorentgenogram of micropolycrystalline (carbonaceous) diamonds from the products of the Avacha volcano eruption [Kaminsky et al., 2016].

Baixar (151KB)
Metadados
3. Fig. 2. Appearance (left) and habitus (right) of Tolbachin diamonds.

Baixar (164KB)
Metadados
4. Fig. 3. Spectroscopy of Tolbachin diamonds. a – IR absorption, b – Raman Raman scattering, c – photoluminescence.

Baixar (169KB)
Metadados
5. Fig. 4. Tolbachin diamonds with primers of volcanogenic microminerals on the surface (light) (a, c) and areas of X-ray spectral microprobe (b, d). SEM images in the mode of elastically reflected electrons.

Baixar (125KB)
Metadados
6. Fig. 5. A particle of natural duralumin with microinclusions of diamonds from explosive products of the Klyuchevsky volcano eruption (a) and a typical habitus of crystals in a spinel double (b).

Baixar (119KB)
Metadados
7. Fig. 6. An example of an atmoelectric discharge into an eruptive ash-gas column (a) and a diagram of the structure of a mature ash-gas cloud – a natural chemical reactor (b). Areas in the diagram: 1 – quasi-laminar outflow of ash-gas jets; 2 – destruction of a quasi-laminar flow; 3 – predominantly horizontal spreading of ash-gas clouds; 4, 5 – precipitation of large and small fractions of pyroclastic material, respectively.

Baixar (104KB)
Metadados
8. Fig. 7. ED spectra obtained from microminerals associated with diamonds in the Ozernovsky deposit. a – kaolinite, b – girite-spioncopite, c‒d – metal alloys (c – copper-tungsten, g – copper-silver, d – silver-nickel-copper).

Baixar (152KB)
Metadados
9. Fig. 8. Coalescence of diamonds (1) with kwansongite and polycomponent metal alloys (2) in “beans" from the Ozernovsky deposit.

Baixar (120KB)
Metadados
10. Fig. 9. The habitus of diamond crystals in the Ozernovsky deposit.

Baixar (137KB)
Metadados
11. Fig. 10. Photorentgenogram of a diamond from the Ozernovsky deposit. The main reflections in the diamond structure have been recorded (d, Å): 2.051–2.052 (111); 1.255–1.26 (220); 1.073 (311); the parameter e. i. ao = 3.5592 ± 0.0002 Å.

Baixar (56KB)
Metadados
12. Fig. 11. IR absorption (a) and photoluminescence (b) spectra of diamonds in the Ozernovsky birthplace.

Baixar (95KB)
Metadados
13. Fig. 12. Inclusions of diamonds with xenomineral films on the surface (light) in the kwansongite-native metal mass. SEM images in the modes of secondary (a, c, e) and elastically reflected (b, d, e) electrons.

Baixar (289KB)
Metadados
14. Fig. 13. Single crystals of Ozernov diamonds with xenomineral films (light) on the surface. SEM images in the modes of secondary (a, c) and elastically reflected (b, d) electrons.

Baixar (139KB)
Metadados
15. 14. Tetrahedral scan of compositions of polycomponent metal alloys in interstices (red fields) and on the surface of Ozernov diamonds. Alloys: I – copper-tungsten, II – copper-silver-tungsten, III – copper-titanium-tungsten, IV – tungsten-copper-silver, V – tungsten-nickel-copper.

Baixar (130KB)
Metadados
16. 15. Isotopic composition of carbon in diamonds and other carbon phases of volcanic origin. 1-8 – explosive products of Kamchatka volcanoes eruptions: carbonaceous matter (HC) dispersed in volcanites (1), particles of shungite-like HC (2), paraffin-like HC (3), particles of native aluminum with inclusions of HC (4), volcanic-atmoelectrogenic diamonds (5), diocarbon globules (6), carbides (7), hydrocarbons in fumarole “Poisonous” on the Tolbachinsky volcano (8); 9, 10 – Ozernov diamonds, respectively, data from the authors and the laboratory of P. Kartini (in the inset).

Baixar (127KB)
Metadados
17. Fig. 16. General diagram of nitrogen defects in natural diamonds, reflecting the correlation of the degree of aggregation of nitrogen structural defects in them with the temperature of post-crystallization annealing. 1-8 – diamonds that have undergone mantle annealing: 1 – kimberlite, South Africa (1), 2, 3 – Brazilian single crystal and micro-polycrystalline (carbonado) provinces, respectively Minas Gerais (2) and Juina (3), 4, 5 – tuffisite, respectively Timan (4) and North Ural (5), 6 – kimberlite, Eastern Siberia (Yakutia), 7 – kimberlite, Ukraine, 8 – kimberlite, Arkhangelsk subprovincia; 9-13 – diamonds without signs of mantle annealing: 9 – from the Kumdykol deposit, Northern Kazakhstan, 10 – Kamchatka volcanic-atmoelectrogenic, 11 – from chromitites of the ophiolite massif of Luobuz, Southern Tibet, 12 – from the Yenisei ridge, 13 – Kamchatka from the Ozernovsky deposit.

Baixar (173KB)
Metadados
18. Fig. 17. Diagram of thermal stability – “Combustion ladder” [Silaev et al., 2009] – of natural carbon substances, in the photo – the result of diamond burnout in the ores of the Ozernovsky deposit.

Baixar (100KB)
Metadados
19. Fig. 18. Diagram of carbon phase states, according to F.P. Bundy [Bundy et al., 1963]. The regions of carbon phase states are: A – melt, B – stable diamond, C – stable graphite, D – coexistence of stable diamond and unstable graphite, E – coexistence of stable graphite and unstable diamond, E – metallic carbon. Areas of diamond synthesis: 1 – in metal melts, 2 – as a result of the direct transition of graphite into diamond under the influence of shock waves, 3 – due to carbon carbonates, 4 – as a result of hydrolysis of alkali metal halides, 5 – due to carbon nanoparticles, 6 – CVD diamonds and diamond films on diamond seedings, 7 – diamonds obtained by chemical spraying, 8 – volcanic-atmoelectrogenic diamonds; 9 – diamonds of explosive-tuffisite genetic type from the Ozernovsky deposit.

Baixar (93KB)
Metadados
20. Fig. 19. Diamond-bearing provinces of Russia. 1-3 – East European with Arkhangelsk (1), Timan (2) and North Ural (3) subprovincies of mantle kimberlite and tuffisite diamonds; 4 – East Siberian (Yakut) mantle kimberlite diamonds; 5 – previously unknown Kamchatka province of extra-mantle volcanic-atmoelectrogenic and explosive tuffisite diamonds.

Baixar (413KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

Este site utiliza cookies

Ao continuar usando nosso site, você concorda com o procedimento de cookies que mantêm o site funcionando normalmente.

Informação sobre cookies