Внемантийные генетические типы алмаза и перспективы Камчатской алмазоносной провинции России

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приводятся результаты исследований двух новых генетических типов алмазов, обнаруженных на Камчатке, образовавшихся во внемантийных условиях, на что указывает отсутствие в них признаков посткристаллизационного отжига с образованием агрегированных азотных дефектов. Первый из этих типов определяется нами как вулкано-атмоэлектрогенный, образующийся непосредственно в вулканическом пепло-газовом облаке за счет глубинного метана вследствие атмосферных электрических разрядов. Второй генетический тип алмазов, образовавшийся на глубине в среде магматогенно-пневматолито-гидротермального рудного месторождения, можно определить как эксплозивно-туффизитовый. Промышленная перспективность проявлений этих типов дает основание констатировать открытие в России новой алмазоносной провинции – Камчатской.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. И. Силаев

Институт геологии Коми НЦ УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: silaev@geo.komisc.ru
Россия, ул. Первомайская, 54, Сыктывкар, 167982

Г. А. Карпов

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН

Email: karpovga@kscnet.ru
Россия, бульвар Пийпа, 9, Петропавловск-Камчатский, 683006

А. Г. Дёмин

АО “Сибирский горно-металлургический альянс” (СиГМА)

Email: silaev@geo.komisc.ru
Россия, ул. Мишенная, 106, Петропавловск-Камчатский, 683016

Л. П. Аникин

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН

Email: silaev@geo.komisc.ru
Россия, бульвар Пийпа, 9, Петропавловск-Камчатский, 683006

Л. П. Вергасова

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН

Email: silaev@geo.komisc.ru
Россия, бульвар Пийпа, 9, Петропавловск-Камчатский, 683006

В. Н. Филиппов

Институт геологии Коми НЦ УрО РАН

Email: silaev@geo.komisc.ru
Россия, ул. Первомайская, 54, Сыктывкар, 167982

И. В. Смолева

Институт геологии Коми НЦ УрО РАН

Email: silaev@geo.komisc.ru
Россия, ул. Первомайская, 54, Сыктывкар, 167982

Е. А. Васильев

Санкт-Петербургский горный университет

Email: silaev@geo.komisc.ru
Россия, Васильевский остров, 21 Линия, 2, Санкт-Петербург, 199106

А. Е. Сухарев

Институт геологии Коми НЦ УрО РАН

Email: silaev@geo.komisc.ru
Россия, ул. Первомайская, 54, Сыктывкар, 167982

Б. А. Макеев

Институт геологии Коми НЦ УрО РАН

Email: silaev@geo.komisc.ru
Россия, ул. Первомайская, 54, Сыктывкар, 167982

А. Ф. Хазов

Институт геологии Коми НЦ УрО РАН

Email: silaev@geo.komisc.ru
Россия, ул. Первомайская, 54, Сыктывкар, 167982

Список литературы

  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Морфология и фоторентгенограмма микрополикристаллических (карбонадообразных) алмазов из продуктов извержения Авачинского вулкана [Kaminsky et al., 2016].

Скачать (151KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Внешний вид (слева) и габитус (справа) толбачинских алмазов.

Скачать (164KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Спектроскопия толбачинских алмазов. а – ИК-поглощение, б – комбинационное рассеяние (рамановская), в – фотолюминесценция.

Скачать (169KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Толбачинские алмазы с примазками вулканогенных микроминералов на поверхности (светлое) (а, в) и участки рентгеноспектрального микрозондирования (б, г). СЭМ-изображения в режиме упруго-отраженных электронов.

Скачать (125KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Частица природного дюралюминия с микровключениями алмазов из эксплозивных продуктов извержения Ключевского вулкана (а) и типичный габитус кристаллов в шпинелевом двойнике (б).

Скачать (119KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Пример атмоэлектрической разрядки в формирующийся эруптивный пепло-газовый столб (а) и схема строения зрелого пепло-газового облака – природного химического реактора (б). Области на схеме: 1 – квазиламинарного истечения пепло-газовых струй; 2 – разрушения квазиламинарного течения; 3 – преимущественно горизонтального растекания пепло-газовой тучи; 4, 5 – осаждения соответственно крупной и мелкой фракций пирокластического материала.

Скачать (104KB)
Метаданные
8. Рис. 7. ЭД-спектры, полученные от микроминералов, ассоциированных с алмазами в Озерновском месторождении. а – каолинит, б – джирит-спионкопит, в‒д – металлические сплавы (в – медно-вольфрамовый, г – медно-серебряный, д – серебряно-никель-медный).

Скачать (152KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Срастания алмазов (1) с квансонгитом и поликомпонентными металлическими сплавами (2) в “бобовинах” из Озерновского месторождения.

Скачать (120KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Габитус алмазных кристаллов в Озерновском месторождении.

Скачать (137KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Фоторентгенограмма алмаза из Озерновского месторождения. Зарегистрированы основные отражения в структуре алмаза (d, Å): 2.051–2.052 (111); 1.255–1.26 (220); 1.073 (311); параметр э. я. ао = 3.5592 ± 0.0002 Å.

Скачать (56KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Спектры ИК-поглощения (а) и фотолюминесценции (б) алмазов в Озерновском место- рождении.

Скачать (95KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Включения алмазов с ксеноминеральными пленками на поверхности (светлое) в квансонгит-самороднометаллической массе. СЭМ-изображения в режимах вторичных (а, в, д) и упруго-отраженных (б, г, е) электронов.

Скачать (289KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Монокристаллы озерновских алмазов с ксеноминеральными пленками (светлое) на поверхности. СЭМ-изображения в режимах вторичных (а, в) и упруго-отраженных (б, г) электронов.

Скачать (139KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Тетраэдрическая развертка составов поликомпонентных металлических сплавов в интерстициях (красные поля) и на поверхности озерновских алмазов. Сплавы: I – медно-вольфрамовые, II – медно-серебряно-вольфрамовые, III – медно-титан-вольфрамовые, IV – вольфрам-медно-серебряные, V – вольфрам-никель-медные.

Скачать (130KB)
Метаданные
16. Рис. 15. Изотопный состав углерода в алмазах и других углеродных фазах вулканогенного происхождения. 1‒8 – эксплозивные продукты извержений камчатских вулканов: углеродное вещество (УВ), дисперсно-рассеянное в вулканитах (1), частицы шунгитоподобного УВ (2), парафиноподобное УВ (3), частицы самородного алюминия с включениями УВ (4), вулкано-атмоэлектрогенные алмазы (5), диуглеродные глобулы (6), карбиды (7), УВ в фумароле “Ядовитой” на вулкане Толбачинском (8); 9, 10 – озерновские алмазы, соответственно, данные авторов и лаборатории П. Картиньи (на врезке).

Скачать (127KB)
Метаданные
17. Рис. 16. Генеральная диаграмма азотных дефектов в природных алмазах, отражающая корреляцию степени агрегации в них азотных структурных дефектов с температурой посткристаллизационного отжига. 1–8 – алмазы, претерпевшие мантийный отжиг: 1 – кимберлитовые, Южная Африка (1), 2, 3 – бразильские монокристальные и микрополикристаллические (карбонадо) провинции, соответственно Минас-Жерайс (2) и Жуина (3), 4, 5 – туффизитовые, соответственно тиманские (4) и североуральские (5), 6 – кимберлитовые, Восточная Сибирь (Якутия), 7 – кимберлитовые, Украина, 8 – кимберлитовые, Архангельская субпровинция; 9–13 – алмазы без признаков мантийного отжига: 9 – из Кумдыкольского месторождения, Северный Казахстан, 10 – камчатские вулкано-атмоэлектрогенные, 11 – из хромититов офиолитового массива Луобуза, Южный Тибет, 12 – из Енисейского кряжа, 13 – камчатские из Озерновского месторождения.

Скачать (173KB)
Метаданные
18. Рис. 17. Диаграмма термической устойчивости – “Лестница сгорания” [Силаев и др., 2009] – природных углеродных веществ, на фото – результат выгорания алмаза в рудах Озерновского месторождения.

Скачать (100KB)
Метаданные
19. Рис. 18. Диаграмма фазовых состояний углерода, по Ф.П. Банди [Bundy et al., 1963]. Области фазовых состояний углерода: А – расплав, Б – стабильный алмаз, В – стабильный графит, Г – сосуществование стабильного алмаза и неустойчивого графита, Д – сосуществование стабильного графита и неустойчивого алмаза, Е – металлический углерод. Области синтеза алмазов: 1 – в металлических расплавах, 2 – в результате прямого перехода графита в алмаз при воздействии ударных волн, 3 – за счет углерода карбонатов, 4 – в результате гидролиза галогенидов щелочных металлов, 5 – за счет углеродных наночастиц, 6 – CVD-алмазы и алмазные пленки на алмазных затравках, 7 – алмазы, получаемые путем химического напыления, 8 – вулкано-атмоэлектрогенные алмазы; 9 – алмазы эксплозивно-туффизитового генетического типа из месторождения Озерновского.

Скачать (93KB)
Метаданные
20. Рис. 19. Алмазоносные провинции России. 1‒3 – Восточно-Европейская с Архангельской (1), Тиманской (2) и Северо-Уральской (3) субпровинциями мантийных кимберлитовых и туффизитовых алмазов; 4 – Восточно-Сибирская (Якутская) мантийных кимберлитовых алмазов; 5 – ранее неизвестная Камчатская провинция внемантийных вулкано-атмоэлектрогенных и эксплозивно-туффизитовых алмазов.

Скачать (413KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах