Ученые из Института геологии и минералогии имени В. С. Соболева СО РАН (Новосибирск) в ходе экспериментов установили, с какой скоростью растут алмазы в недрах земли. Результаты исследования опубликованы в журналах Lithos и «Геология и геофизика».
Кристаллизация алмаза в условиях, приближенных к природным, в последнее десятилетие волнует умы многих ученых. Но, как рассказали авторы исследования, образование этого минерала из флюида, который служит источником углерода, в присутствии граната – постоянного спутника алмаза в природе, который используется как поисковый признак алмазных месторождений – экспериментально еще не изучалось.
В новой работе для получения алмазов ученые использовали специальное оборудование, позволившее создать давление, которое в природе возникает на глубине 200 км, и достичь температур в диапазоне 950–1550 °C. В установку поместили гранат, кристаллы алмаза размером 0,5 мм, а также графит и оксалат серебра – соединения, которые выступают источниками углекислого и водно-углекислого флюидов в лабораторных условиях.
Через четыре дня исследователи проанализировали структуру и химический состав полученных минералов. Выяснилось, что под действием высокого давления и температуры атомы углерода, находящиеся во флюидных веществах, сформировали новую «оболочку» на кристаллах алмаза. Под воздействием флюидов изменился и состав граната: содержание оксидов магния и кальция в его поверхностных слоях снизилось, возникли включения углекислоты.
Ученые установили, что в лабораторных условиях скорость роста алмазов составила от 0,013 до 0,8 микрометра в час в зависимости от температуры. Это означает, что в природе процесс роста кристалла алмаза массой один карат (0,2 г) занял бы от 4,5 месяца при температуре 1550 °С до от до 17,5 года при 1150 °С. Так, на кристаллизацию самого крупного в мире алмаза «Звезда Африки», вес которого составляет около 621 г, потребовалось бы от 56 до 3 тысяч лет.
В будущем специалисты Института планируют расширить спектр исследований и установить закономерности между условиями роста алмаза и его свойствами.