Вестник Кольского научного центра РАН. 2013, №1.

УДК 541.124.7+553.81 РОЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРОДА КИАНИТА В ОБРАЗОВАНИИ АЛМАЗОВ В.К. Каржавин Геологический институт КНЦ РАН Аннотация Представлены результаты физико-химического моделирования процесса образования графита и алмаза в широком интервале температуры и давления в области существования кианита. Для исследования использовались данные химического анализа кианита с различным содержанием углерода. Установлено, что образование алмаза возможно при определенных величинах Т, Р и концентрации углерода. Выявлены характерные изменения в составе твердой фазы в присутствии восстановительных условий с флюидом, который содержит незначительные концентрации С02, СН4, H2S и др. Показана возможность кристаллизации и существования обеих полиморфных модификаций углерода в системе Ky-Sil-And и области метастабильного алмаза с графитом. Это позволило считать, что совместная кристаллизация алмаза и графита в алюмосиликатной системе свидетельствует об относительно низкотемпературных условиях их образования (при температуре ниже 1 тыс.°С). Ключевые слова: углерод, алмаз, физико-химическое моделирование, кианит, Р-Т диаграмма, термодинамические параметры, состав, твердая фаза, флюидная фаза. Принято считать, что алмазы кимберлитовых трубок образуются из углерода в условиях чрезвычайно высоких давлений и температуры (мантийная (высокобарическая) гипотеза). Основанием для такого предположения явилась первая попытка определения полей устойчивости полиморфных модификаций углерода термодинамическими расчетами превращения углерода в алмаз [1]. В дальнейшем появился ряд уточняющих теоретических работ по определению равновесных условий графит - алмаз (рис. 1 ) [ 2 , 3]. т, к Р. кбар Рис. 1. Фазовая диаграмма состояния углерода Рис. 2. Фазовая диаграмма графит-алмаз [4 ], [2 ,3 ] где а, у -об ласт и стабильности алмазной и графитовой фаз; а т , у„ - метастабилъные алмазная и графитовая фазы На рис. 2 на основании различных немногочисленных экспериментальных данных (точки, треугольники) была уточнена и предложена одна из последних версий фазовой диаграммы углерода 6