Алмазы Сибири. Морфологические особенности алмазов из россыпей и кимберлитов северо-востока Сибирской платформы - читать онлайн

Классификаций алмаза на сегодняшний день довольно много. Наиболее ранней является классификация Дэна, созданная еще в 1892 г. (Дэна и др., 1951). Пользуется популярностью классификация Сунагавы, в основе которой лежат механизмы кристаллизации алмазов (Sunagawa, 1984).

Существует также частные классификации по тому или иному признаку или группе признаков, предназначенных для решения локальных вопросов минералогии алмазов. Так, В. И. Коптиль частично объединил классификации Ю. Л. Орлова и З. В. Бартошинского, добиваясь большей детальности классификации.

Тем не менее, располагая знанием и возможностью использования любой из упомянутых классификаций, мы в своей практике пользуемся главным образом двумя классификациями – З. В. Бартошинского с соавторами (Гневушев, Бартошинский, 1959, Квасница, 1991) и Ю. Л. Орлова (1965, 1973, 1984). Различные по своей сути, эти классификации показывают широчайшую картину минералогического разнообразия алмазов и одновременно очень практичны. Среди монокристаллов могут выделяться разновидности по существенному отличию кристаллографических форм их роста, характеру примесных дефектов и другим особенностям, приобретенным в процессе кристаллизации. Среди поликристаллических агрегатов могут выделяться разновидности по отличию их строения (яснозернистое, радиально-лучистое, скрытокристаллическое), которое определяется условиями их роста.

Внешняя форма кристаллов алмаза разнообразна и давно является предметом изучения и связанных с этим споров. Наиболее подробные и полные морфологические описания алмаза даны в работах А. Е. Ферсмана (1925), А. А. Кухаренко, Ю. Л. Орлова (1971) и З. В. Бартошинского (1983), которые мы рассмотрим ниже.

Первую классическую классификацию природных алмазов предложил в ученом мире А. Е. Ферсман в далеком 1911 году, при защите своей кандидатской диссертации. Он разделил все изучаемые им кристаллы алмаза на две большие группы (Посухова, Гаранин, 2012 г.):

1 группа: Кристаллы чистого роста. К таковым он отнес кристаллы октаэдрического габитуса с гладкой поверхностью граней и острыми прямыми ребрами.

2 группа: Кристаллы, образование которых закончилось в стадии растворения. В данной группе он выделил следующие типы кристаллов:

•

переходный ряд от октаэдра к додекаэдру;

•

переходный ряд от октаэдра к додекаэдру с различными образованиями на вершинах куба;

•

октаэдр и куб в одинаковом развитии с подчиненным додекаэдром;

•

переходный ряд с основным кубом;

•

искаженные кристаллы;

•

двойники

А. Е. Ферсман, используя результаты опытов по травлению природных кристаллов алмаза, пришел к выводу, что криволинейные формы образовались в результате растворения, на основе сходства наблюдаемых форм природных алмазов с результатами опытов.

Следующая детальная кристалломорфологическая классификация алмазов, принадлежит З. В. Бартошинскому (1983), который выделил 12 групп кристаллов, каждая из которых различается по преобладанию отдельных простых форм, характеризуется различной кривизной поверхности граней. Кроме того, совместно с М. А. Гневушевым, была усовершенствована простейшая морфологическая классификация Н. А. Бобкова по габитусным типам алмазов. Таким образом, новая классификация Гневушева – Бартошинского (1959) включала 12 морфологических типов алмазов с учетом габитусного типа и гранной морфологии.

Эта классификация охватывает все морфологическое разнообразие алмазов. В каждой отдельной группе выделено несколько переходных типов.

Группа 1: острореберные октаэдры.

Группа 2: бесцветные и бледноокрашеные комбинационные многогранники ряда октаэдр-ромбододекаэдр, сложенные тригональными слоями.

Группа 3: бесцветные, полуокруглые, комбинационные индивиды ряда октаэдр- ромбододекаэдр, сложенные дитригональными слоями.

Группа 4: густоокрашенные комбинационные многогранники ряда октаэдр-ромбододекаэдр, сложенные тригональными и дитригональными слоями с подчиненными поверхностями куба или группами квадратных, тетрагональных впадин на вершинах.

Группа 5: полуокруглые и округлые кристаллы ромбододекаэдрического и переходного габитусов, темноокрашенные, сильно трещиноватые, с множеством включений графита.

Группа 6: округлые кривогранные кристаллы алмаза.

Группа 7: кристаллы, сочетающие форму округлых и гладкогранных индивидов типа 1,2,3.

Группа 8: кристаллы кубического и тетрагексаэдрического габитусов.

Группа 9: индивиды с резко выраженными признаками травления, а также кристаллы с грубой леденцовой скульптурой.

Группа 10: поликристаллические сростки и агрегаты. Группа 11: балласы.

Группа 12: карбонадо и карбонадоподобные образования.

Наглядные примеры кристаллов по разновидностям представлены на рисунке 4. Предложенная классификация включает в себя как плоскогранные формы, образованные в результате роста кристаллов, так и кривогранные, механизм образования которых долгое время был дискуссионным, и которые З. В. Бартошинский рассматривал как форма роста, а А. Е. Ферсман и Ю. Л. Орлов как форму растворения. На сегодняшний момент дискуссии завершены и признано, что кривогранные формы являются следствием растворения прямогранных алмазов. Большое значение для подтверждения данного вывода имела монография А. А. Кухаренко «Алмазы Урала» (1955). Автор пришел к выводу, что подавляющее количество кривогранных кристаллов алмаза образуется в процессе частичного растворения плоскогранных кристаллов.

Рис. 4. Морфологическая классификация алмаза по З. В. Бартошинскому.

Классификация успешно служила выявлению сходства-различия между алмазами разных россыпных и коренных объектов с целью прогноза новых месторождений.

Классификация Ю. Л. Орлова была создана в 1965г. на принципиально другой основе (Орлов, 1965).

С минералогической точки зрения она представляет интерес, так как она разбита по разновидностям форм кристаллизации алмаза, выделяемым по присущим им типоморфным особенностям, свидетельствующим о некотором отличии условий их роста.

Важно учитывать, что монокристаллы образуются в других условиях кристаллизации, чем поликристаллические агрегаты, поэтому те и другие должны выделяться в две самостоятельные генетические группы. В генетической классификации, предложенной Ю. Л. Орловым (1973, 1984 гг.), отражены особенности кристаллов алмаза, приобретенные ими в момент образования. Разновидности их выделены по отличию плоскогранных форм роста и другим типоморфным особенностям, возникшим в процессе кристаллизации. Каждый тип характеризуется визуальной степенью прозрачности самого кристалла, особенностями поглощения в ИК-спектрах, и УФ-видимой частях спектра, характером свечения в УФ-лучах. Таким образов, эта классификация не является чисто морфологической, так как при разделении алмаза на группы учитываются также физические свойства кристаллов.

Классификация разбивает кристаллы на разновидности: монокристаллы (с 1 по 5 разновидность) и кристаллические сростки (с 6 по 11 разновидность).

Разновидность I. Формой роста данной разновидности является октаэдр. Преимущественно бесцветные кристаллы, имеющие в некоторых случаях легкие оттенки желтого. Люминесценция в УФ-лучах голубая, желтая или зеленая. В большинстве кимберлитовых трубок и связанных с ними россыпей кристаллы алмаза этой разновидности преобладают над другими.

Рис. 5. Кристаллы алмаза разновидности I с различным характером развития граней (тр. Малая- Куонамская (1-2) и россыпь реки Биллях (3)).

Разновидность II. Формой роста кристаллов алмаза является куб. Цвет кристаллов желтый или оранжевый с различными оттенками. Люминесценция под действием УФ- лучей желтая. Разновидность этих алмазов встречается преимущественно в россыпях, а в кимберлитовых трубках встречается редко.

Рис. 6. Кристаллы алмаза разновидности II. 1-2 – кубические кристаллы с округлыми ребрами, Приленская область (Орлов, 1973)

Разновидность III. Встречается в виде кристаллов кубического габитуса или комбинационной формы с гранями куба и октаэдра, а также поверхностями ромбододекаэдра. Кристаллы как правило не прозрачны и обладают цветовой гаммой от серого до черного. Наблюдается слабая люминесценция желто-зеленого оттенка. Встречается в кимберлитовых трубках центральной Сибири.

Рис. 7. Кристалл алмаза разновидности III кубического габитуса (Солодова, 2008)

Разновидность IV. Данный вид называют в литературе алмазами в оболочках (coateddiamonds), так как внешняя зона кристаллов, обычно мутная, молочно-белая, сероватая, сильно отличается от внутреннего ядра, представленного прозрачным кристаллом. При их растворении на гранях образуются фигурки травления, как правило, полностью изъедающие поверхность кристаллов. Внешний вид различных по форме кристаллов четвертой разновидности показан на рисунке 8.

Рис. 8. Кристаллы алмаза разновидности IV (алмазы с оболочками – coaleddianonis) (Афанасьев, 2009).

Разновидность V. Формой роста кристаллов является октаэдр. Цвета, которыми они обладают, как правило, серый или черный, обусловленный большим количеством черных включений, занимающих значительный объем кристаллов алмаза. В УФ-лучах кристаллы не люминесцирую, но содержащиеся в них включения могут обладать такой способностью и демонстрируют желтое красное и зеленое свечение, которое придает эффект люминесценции всего кристалла. Кристаллы данной разновидности отмечаются в россыпных аллювиальных отложениях. Встречается в россыпях рек Якутии.

Рис. 9. Кристалл алмаза разновидности V (типичный кристалл пятой разновидности с прозрачными бесцветными вершинами (конуса растворения, на которых уничтожена внешняя зона с черными включениями графита) Анабарская область, река Дьэлиндэ.

Следующие разновидности относятся к поликристаллическим формам кристаллизации алмаза. Среди них выделяются сферолиты – балласы, имеющие радиально-лучистое строение, яснозернистые агрегаты – борт и скрытокристаллические образования – карбонадо, состоящие из субмикроскопических зерен алмаза. Очевидно, что сферолиты алмаза и скрытокристаллические образования типа карбонадо кристаллизуются в специфических условиях роста по сравнению с монокристаллами.

Разновидность VI (баллас). Эти алмазы являются сферолитами, обладающими радиально-лучистым строением и имеющие шаровидную и грушевидную форму. Имеют преимущественно маленький размер и практически не прозрачны. Цвет кристаллов варьирует от бесцветных до черных. Кроме того существуют серые, молочные и желтые. Находки отмечены в Бразилии и Южной Африке.

Рис. 10. Сферолиты алмаза (балласы, разновидность VI) 1 – сферолит с одним крупным лучом- сектором, выделяющимся на поверхности, Урал, Красновишерский район; 2-4 – черный и темно-серые тонколучистые сферолиты, Бразилия

Разновидность VII. Кристаллы представлены поликристаллическими, яснокристаллическими образованиями алмаза октаэдрического габитуса. Цвет таких образований серый и желтовато-серый, связанный с присутствием включений в структуре.

Рис. 11. Кристаллы алмаза разновидности VII. Взяты из аллювия реки Эбеллях.

Разновидность VIII (борт). Представляет собой агрегат многочисленных хорошо ограненных мелких кристалликов более или менее одинакового размера. Форма роста отдельных составляющих сростки индивидуумов – октаэдры, часто со ступенчато- пластинчатым характером развития граней (рис. 12).

Рис. 12. Кристаллы алмаза разновидности VIII (борт). Кристалл из тр. Лыхчан

Разновидность IX (борт). Эта разновидность яснозернистых агрегатов алмаза имеет хорошо различимые зерна, которые не имеют правильной кристаллографической формы. Агрегаты непрозрачные, темно-серые или совершенно черные. Внешний вид этого наиболее типичного борта показан на рисунке 13. Такого характера агрегаты часто встречаются среди алмазов из трубок «Мир» и «Айхал»; они обычны также и для многих зарубежных месторождений.

Рис. 13. Кристаллы алмаза разновидности IX (борт) (Орлов, 1973)

Разновидность X (карбонадо) Представляет собой скрытокристаллические образования округлой формы, неправильных очертаний. Иногда карбонадо наблюдается в форме округлой гальки или напоминает бобы. Карбонадо состоит из разупорядоченных кристаллитов. Алмазы этого типа не прозрачны, а их поверхность матовая или наоборот очень блестящая. Такие алмазы обладают темно-серым, коричневым или темно- фиолетовым цветом.

Рис. 14. Поликристаллические сростки субмикроскопических зерен алмаза, разновидность X, Карбонадо из Бразилии (В.П. Афанасьева, 2011), а – сильно окатанное карбонадо; б – слабо окатанное

Разновидность XI. Последняя поликристаллическая разновидность алмаза характеризуется скрытокристаллическим строением и неправильной формой (рис. 15). Часто в этих агрегатах наблюдается слоистость или волокнистые разности. Размеры кристаллов, слагающие данные образования от долей до десятков мкм. Кристаллы не просвечиваются и обладают практически черным цветом. Алмазы данной разновидности установлены в импактитах (Каминский и др., 1978).

Рис. 15. Кристалл алмаза разновидности XI (Орлов, 1973)

Данные, полученные при анализе уже существующих классификаций алмаза, представляют интерес для решения вопроса о генезисе этого минерала.

Возникновение тех или иных текстурных и морфологических особенностей у кристаллов алмаза определяется Р-Т-условиями, степенью насыщения расплава углеродом, скоростями роста. («Минералогия алмаза», Ю. Л. Орлов, 1984).

По мнению В. П. Афанасьева, много лет изучающего алмазы Сибирской платформы, индивиды 5 и 7 разновидностей легко выделяются среди россыпей северо- востока Сибирской платформы из-за специфики физиографических особенностей и схожести между собой. Алмазы 5 разновидности являются монокристаллами, алмазы 7- сростками (Афанасьев, 2008). В нашей коллекции эти две разновидности были выделены в россыпях.

Таким образом, анализируя все известные научному миру классификации алмазов, мы установили, что в нашей коллекции были встречены кристаллы первой, четвертой, пятой, седьмой разновидности по Орлову и кристаллы 1,2,3,4,5,7 – по Бартошинскому.

2.2. Кристалломорфология алмаза северо-востока Сибирской платформы

Условия образования и последующего существования алмазов в природе приводят к появлению многообразия облика и внутреннего строения кристаллов.

Среди плоскогранных кристаллов наиболее распространенными являются октаэдры. Они образуются путем послойного отложения вещества. Возникшие при этом многогранники могут быть как изометричными, острореберными, так и деформированными, уплощенными или удлиненными.

Изучение морфологии алмаза вызвано необходимостью установления различия между кристаллами из аллювиальных отложений и кимберлитовых тел.

И. Ф. Гориной (Горина, 1974) были установлены для алмазов описываемой территории следующие формы кристаллов: октаэдры, ромбододекаэдры, додекаэдроиды, октаэдроиды, кубоиды, балассы и переходные формы. Другой ученый Н. А. Бобков предложил выделять по форме октаэдры, ромбододекаэдры, кубы и кристаллы переходного между ними типа., а совместно с М. А. Гневушевым в 1952 г. был сделан вывод о кимберлитовом источнике коренных месторождений на Сибирской платформе.