26 Июня 2019

Диссимметрия формы алмаза уральско-бразильского типа

Опубликовал А.А. Алексеенко

Отличительной чертой алмаза уральско-бразильского типа является так называемый гранный шов, в то время, как сам алмаз имеет форму ромбодекаэдра. При этом возникающая сглаженность граней является следствием воздействия высоких температур (в мантии) и воды, что подтверждают лабораторные эксперименты. Разновидность таких алмазов получила название «уральского типа», благодаря тому, что богатейшим месторождением их является западный склон Урала, но такие же характерные алмазы встречаются на территории Бразилии.

Основными выделяющими данную группу чертами можно назвать следующие:

  • Преобладают округлые формы кривых граней
  • Встречаются чаще всего додэкаэдроиды, ромбодэкаэдроиды и октаэдроиды
  • Средняя масса алмаза выше
  • Наличие следов истирания, произведенного механическим путем
  • Ювелирные сорта составляют высочайший процент от всей россыпи и достигают восьмидесяти процентов
  • Некоторые и алмазов содержат следы пигментации

Основная масса таких кристаллов относится к докембрийскому периоду. Однако территория их месторождения не ограничивается Уралом и Бразилией, данные кристаллы встречаются на территории Африки, в Индии, а также в Австралии.

Одной из главных гипотез, описывающих происхождение округлых алмазов, является теория о растворении кристаллов с плоскими гранями. Однако существует и другая, противоположная теория, согласно которой образование кристаллов происходит в мантии на протяжение гораздо более длительного времени, под воздействием очень высоких температур.

Исследование алмазов уральско-бразильского типа осложняется высокой стоимостью камней, в виду чего возникает необходимость поиска таких методов, которые бы не подвергали разрушению коллекции алмазов. К методам, не разрушающим образцы, относят:

  1. Оптическую спектроскопию.
  2. Электронный парамагнитный резонанс.

Часто встречающиеся дефекты в кристаллах

Кристаллы алмаза представляют из себя широкозонные полупроводники. Любые оптические явления в данных кристаллах являются следствием наличия примесей, а также деформации структуры кристалла. В свою очередь, в алмазах данного типа находится значительное количество примесей, а в ходе лабораторных исследований выявляются до трех сотен оптически активных центров. При этом насчитывается до тридцати разнообразных дефектов (собственных и азотных).

Данные дефекты расшифрованы не полностью, они выявляются в спектре люминесценции и катодолюминесценции. Однофонное поглощение света не встречается, в виду того, что алмазы обладают предельной симметрией. А любые дефекты и примеси обнаруживаются в глубоких центрах кристалла.

Одна из главнейших примесей, встречающихся в алмазах уральского типа, - это азот, который участвует в процессе образования алмаза. Именно эти атомы принимают участие в формировании алмаза, при условии воздействия различных температур и времени.

Таким образом, выявляются следующие виды дефектов.

  1. Дефект «А» предполагает наличие двух атомов азота, которые замещают углерод в кристаллической структуре алмаза.
  2. При дефекте «В» отмечаются четыре атома азота в кристаллической решетке.
  3. Дефект «С» предполагает замещение единственным атомом азота атома углерода.
  4. Дефект «В2» обнаруживается легче других посредством электронного микроскопа. Он представляет собой двухмерную структуру из углеродных атомов непосредственно с примесями азота.
  5. Дефект «N3» можно обнаружить только в алмазах природного происхождения. Замещение происходит тремя смежными атомами азота.

Растворение алмазов в природе

Как следует из сказанного, наличие кристаллов округлой формы характерно для природных алмазов. Кимберлитовый расплав играет решающую роль в создании такой формы кристалла. Другими общими чертами являются:

  • Наличие дитригональных слоёв
  • Наличие гранного шва
  • Сноповдиная штриховка
  • Каплевидные холмики

Однако данные признаки, выявленные рядом экспериментов, не являются установленными достоверно. В ходе лабораторных экспериментов удавалось воспроизвести только тригон-триоктаэдроиды с кривыми гранями. А также ромбододекаэдры с круглыми гранями, однако без гранного шва. Подобные кристаллы довольно редки в природе. До сих пор ученые не могут сказать точно об условиях, факторах, которые формируют алмазы округлого типа.

В среде ученых принято использовать термин «резорбция», который подразумевает уменьшение и растворение кристаллов уже после их образования. А к числу факторов, влияющих на данный процесс, относят окисление и граффитизацию, не исключая и другие механизмы. Столь умозрительные заключения рождаются на почве нехватки конкретных сведений о среде формирования кристаллов алмазов уральского типа. Также мало известно об эволюции кристаллов после процесса их роста.

Способ селективного травления алмазов не является совершенным и позволяет лишь выявить зонально-секториальное строение кристалла. В лабораторных условиях осуществляется экспериментальное травление как алмазов естественного, так и синтетического происхождения. Однако все данные, полученные таким путем, невозможно подвести к общему итогу. Остается невыясненным, соответствуют ли фигуры, полученные при травлении, дефектам в кристаллической структуре алмазов.

Лабораторные исследования с травлением алмазов осуществляются посредством муфельной печи для обжига. Температура воздействия составляет от шести до девяти сотен градусов Цельсия. Воздействию подвергались алмазы синтетического происхождения и кристаллы натурального алмаза, добытого на территории Якутии. Также для исследования применяется метод избирательного травления при таких же температурах на протяжение от пяти минут до одного часа. Осуществляется растворение алмазов также в модельных системах при высоком температурном значении.