ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ АЛМАЗА В СУЛЬФИДНЫХ ПИРРОТИН-УГЛЕРОДНЫХ РАСПЛАВАХ ПО ДАННЫМ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПРИ 6.0-7.1 ГПа: ПРИЛОЖЕНИЕ К ПРИРОДНЫМ

摘要

Выполнены экспериментальные исследования граничных условий нуклеации (зародышеобразова-ния) и роста кристаллов алмаза в пирротин-углеродных расплавах-растворах при 6.0-7.1 ГПа и 1500-1700°С; пирротин - в числе главных сульфидных минералов пирротин-пентландит-халько-пиритовой ассоциации пород мантии и первичных включений в алмазах. Пересыщенные к алмазу растворы углерода в сульфидных расплавах при растворении исходного графита (термодинамически нестабильной фазы) возникают из-за разницы растворимостей графита и алмаза, усиливаясь под влиянием градиентов температуры в исследуемых образцах. Определены поля как лабильно, так и метастабильно пересыщенных к алмазу растворов углерода в расплавах пирротина, которые, соответственно, приводят к спонтанной нуклеации алмазной фазы и росту алмаза на затравке. Линейная скорость роста алмаза в сульфид-углеродных расплавах достаточно высокая (в среднем 10 μm/мин в первые 1-2 мин. с начала спонтанной кристаллизации). Оценочная плотность нуклеации при этом достигает 180 зерен/см3. "Сульфид-синтетические" алмазы кристаллизуются в формах октаэдров и их шпинелевых двойников. Впервые в сульфидной среде синтезированы поликристаллы алмаза в виде сростков скелетных (реберных) или "скрытокристаллических" микроалмазов размерами 1-100 микрон, их шпинелевых и иногда полисинтетических (звездообразных) двойников. При росте алмаза из сульфид-углеродных расплавов на гладких гранях кубооктаэдрических затравок "металл-синтетических" алмазов наблюдается гладкогранный слоисто-ступенчатый рост на их октаэдрических гранях (111) и шероховатый рост на кубических гранях (100) слоями сросшихся микропирамидок, оси которых ориентированы перпендикулярно грани (100). Полученные экспериментальные результаты приложены к проблеме генезиса алмаза в условиях мантии Земли в рамках модели карбонатно-силикатных материнских расплавов с включениями полностью несмесимых сульфидных расплавов.