Углерод в кимберлитовых и пикритовых магмах

Читайте также:

Следовательно, алмазы в кимберлитах подвергались частичной графитизации, которая протекала на поверхности и частично внутри кристаллов. Совершенно очевидно, что процесс не был самопроизвольным. А если так, то что же в таком случае стимулировало и регулировало его?

Всестороннее изучение вопроса позволило заключить, что полиморфное превращение алмаза в графит в кимберлитовой расплаве носило характер каталитического процесса. В роли катализатора выступали анионы метатитановой кислоты, которые постоянно присутствовали в кимберлитовой магме и в дальнейшем расходовались на построение минералов — солей титановой кислоты (титанатов): ильменита (FeT03) и перовскита (СаТЮ3). Схема действия этого катализатора имеет вид.

Воздействие катализатора заключается в отрыве атомов углерода от кристаллов алмаза и возвращении их обратно. Пока давление расплава было высоким и алмаз являлся стабильной модификацией, атаковавшие его анионы метатитановой кислоты способствовали сокращению числа зародышей, укрупнению растущих кристаллов, исправлению и залечиванию различных дефектов у них.

Однако как только из-за падения давления алмаз оказывался нестабильной модификацией, катализатор из друга и помощника превращался в лютого врага. Теперь атомы углерода, оторванные под воздействием уже не могли присоединиться к кристаллической структуре алмаза и формировали стабильный при новых условиях графит.

Графитизация, как и все каталитические процессы между твердыми и жидкими фазами, происходила лишь в местах соприкосновения алмаза с магмой. Возникавший на поверхности монокристаллов и поликристаллических сростков графитовый «чехол» стирался в процессе движения магмы, а обнажавшиеся участки кристаллов в контакте с расплавом вновь графитизировались. По мере развития этого процесса сначала исчезали вершинки, затем ребра и первичные (плоские) части граней кристаллов, последовательно заменявшиеся криволинейными поверхностями. В итоге плоскогранные, например, кристаллы превращались в и теряли при этом до 75% своей первоначальной массы.

Многие, и в том числе наиболее распространенные первичные, дефекты (пигментация, трещиноватость и др.) чаще развиты в наружных частях крупных кристаллов алмаза и обычны для мелких кристалликов позднейших генераций. Следовательно, в ходе графитизации уменьшение общего содержания алмазов в кимберлитах происходило главным образом за счет низкокачественной части кристаллов, и поэтому данный процесс способствовал повышению сортности оставшихся в породе алмазов.

А каким образом графит оказывался внутри кристаллов алмаза? Агрегаты графита в алмазе — не включения, а новообразования, они развивались вокруг захваченных алмазом мельчайших капелек расплава. Следовательно, графит внутри алмаза по способу образования совершенно аналогичен графиту, замещающему алмаз с поверхности.

Кимберлитовая магма состояла из множества различных веществ, и поэтому как на содержании, так и на качестве алмазов отражалась концентрация не только титана, но и многих других элементов: железа, алюминия, калия и хрома. Подробное изложение всех этих вопросов интересующиеся могут найти в специальных работах автора.

В итоге были выявлены главнейшие причины различного содержания и сортности алмазов в коренных месторождениях. Установлено, что количество и качество кристаллов является результатом сложного комплекса процессов, которые, хотя и тесно связаны между собой, но в зависимости от природы явлений могут быть разделены на две группы: физические и химические. Характер и пределы изменчивости температуры и давления магмы обусловлены фациальной принадлежностью ее. Таким образом, следует заключить, что степень и характер кимберлитов зависят от химического состава и фациальных условий их образования, т. е. определяются химическим и фациальным факторами.

Выведены формулы для количественных оценок этих факторов. Показателем химического фактора алмазоносности служит коэффициент потенциальной алмазоносности КПА, который вычисляется по содержанию в породах титана, железа, алюминия и калия. Значение его позволяет оценивать степень благоприятности расплава для кристаллизации и сохранности алмазов.