Ученые выяснили, как образуются природные алмазы

Ученые подведомственного Минобрнауки России Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН узнали, как в мантии Земли возникали расплавы, в которых росли алмазы. Для этого они провели эксперименты при давлении 6 гПа, соответствующем глубине 200 км.

На схеме: вариации состава расплавно-флюидных включений в природных алмазах и тренды, объясняющие такие вариации, установленные экспериментально

Алмазы состоят из углерода и считаются одним из самых ценных минералов. Вопрос их происхождения вызывает интерес у исследователей. Большинство алмазов образовалось на глубине 150–200 км при давлении 5–7 гПа. В таких условиях для кристаллизации этого минерала нужны катализаторы — расплавы, которые помогают углероду трансформироваться в алмаз.

«Полученные нами данные указывают на то, что кристаллизация природных алмазов происходила из расплавов, материалом которых являлись континентальные осадки, карбонаты и соли морской воды, попавшие на мантийные глубины в результате субдукции (погружения одних блоков земной коры под другие) океанических плит. Согласно проведенным экспериментам, соляные расплавы могли образовываться в процессе восстановления хлорсодержащих карбонатных расплавов металлическим железом. В результате из карбоната высвобождался свободный углерод и кристаллизовался алмаз», — сообщил сотрудник лаборатории геохимии мантии Земли ГЕОХИ РАН, профессор РАН Антон Шацкий.

В промышленности синтетические алмазы выращивают, помещая углерод в металлические расплавы, состоящие из железа, никеля, кобальта или марганца. В 1990-х считалось, что в природе алмазы тоже растут из металлических расплавов. Недавно в некоторых кристаллах действительно нашли металлические включения (на глубинах свыше 670 км).

Вместе с тем большинство алмазов содержат другие включения. Их состав варьирует от калиевых алюмосиликатных до щелочных карбонатных и соляных (хлоридных).

Исследования выполнены при финансовой поддержке Российского научного фонда. Результаты опубликованы в ведущем научном журнале.