Вестник Кольского научного центра РАН. 2012, №1.

УДК 541.124.7+553.81 ЦЕПНОЙ ПРОЦЕСС, ТРУБКИ ВЗРЫВА, АЛМАЗЫ В.К. Каржавин Геологический институт КНЦ РАН Аннотация Приведен краткий литературный анализ природного алмазообразования. Численными методами исследования на примере природных образцов подтверждена возможность образования алмазов при низких величинах давления и температуры. Образование алмаза осуществляется одновременно с появлением свободного углерода при разложении карбонатов в неравновесной восстановительной обстановке. По нашему предположению образование трубок взрыва могло осуществляться в результате цепного процесса при взаимодействии магматического водорода с кислородом воздуха. Выделяемое большое количество тепла, давление и мгновенное повышение температуры влокальном объеме трубки взрыва вполне достаточны для разложения и преобразования карбонатов в продукты: алмазы, графит и новообразованные минералы. Ключевые слова: карбонаты, углерод, алмазообразование, трубки взрыва, цепной процесс, давление, температура. Блестящее будущее рисуется для алмаза, если человек сумеет овладеть тайной его получения... А.Е. Ферсман В обзорной работе [1] показано, что вопросу механизма алмазообразования посвящено значительное количество результатов теоретических и экспериментальных исследований. Принято считать, что алмазы кимберлитовых | трубок образуются из углерода в условиях чрезвычайно высоких давлений и т температуры, т.е. мантийная (высокобарическая) гипотеза. Основанием для такого предположения явилась первая попытка выяснения полей устойчивости полиморфных модификаций углерода термодинамическими расчетами превращения углерода в алмаз [2]. В дальнейшем появилось ряд уточняющих теоретических работ по определению равновесных условий графит - алмаз [3-5]. Вместе с тем экспериментально подтверждено, что образование углеродсодержащих веществ (и алмаза в том числе), согласно установленным многочисленным механизмам, возможно в широком диапазоне термодинамических параметров: давления и температуры - от 10 - 7 до 10 6 бар и от 20 до 4000 °С [ 6 ], взрывных (детонационных) алмазов при давлении до 150 тыс. бар [7]. Напротив, газофазный синтез алмазов имеет несколько иные параметры давления: от 10 -3 до 2500 бар в интервале температур 600-2500 °С [ 8 , 9]. Некоторые исследователи считают, что определяющим для образования алмазов в графитсодержащей системе является не давление, а мгновенный рост температуры [ 8 , 1 0 ]. Действительно имеется предположение [11], что алмазы в кимберлитовых трубках могли образоваться как на различных глубинах, так и в верхних частях земной коры при взаимодействии магматического расплава с веществом осадочных горных пород. Причиной этому явилось наблюдаемое снижение с глубиной в трубках взрыва содержания алмазов. Кроме того, предполагается, что процесс алмазообразования в кимберлитовых трубках возможно протекал и при более низких величинах Р и Т, в приповерхностных условиях [12]. Поэтому находки алмазов в некимберлитовых породах (метаморфических) предложено рассматривать как возможность их генезиса по иному механизму [12-14]. Например, для образования кубических алмазов, генетически связанных с метаморфическими породами, необходимы более низкие температуры [12]. Возраст алмазов варьируется в широких пределах: с момента образования Земли (по данным изучения изотопов гелия) и до 18 млн лет, Австралия [1]. Вероятным источником углерода для алмазов принято считать породы мантии, якобы богатые углеродом [15, 16]. Кроме того, в образовании алмазов может принимать участие углерод 166