Новости / Минералы / Установлен источник расплавов, в которых формируются алмазы в мантии
16.01.2025
Установлен источник расплавов, в которых формируются алмазы в мантии
Существуют 2 способа образования алмаза из графита. Первый предполагает прямое преобразование. Для этого требуются температура свыше 1500⁰C и давление более 15 ГПа. Данный процесс происходит в нижней мантии. Чаще образование алмазов из графита осуществляется посредством плавления последнего в магматических расплавах, выполняющих роль катализаторов. В результате этого образуются комплексы углерода, из которых кристаллизуется алмаз. Данный процесс происходит на глубинах 150-200 км при давлении 5-7 ГПа.
Ранее предполагалось, что алмаз образуется в расплавах переходных металлов, таких как железо, никель, марганец, кобальт. Их же используют в искусственном синтезе минерала. Позже было установлено, что это характерно только для разностей глубинного происхождения. Минералы ближе к поверхности приурочены к высокощелочным карбонатным и силикатным расплавам, о чем свидетельствуют их включения.
Однако щелочные компоненты, прежде всего калий, не характерны для глубин формирования алмазов. Предполагается, что они попадают туда с поверхности вследствие тектоники. Так, континентальная кора насыщена щелочами за счет гранита – высококалиевой породы. Суть данного процесса состоит в субдукции океанических плит с накопленным терригенным материалом с континентов. К тому же возможно погружение и воздымание континентов, что видно на примере Кокчетавского массива и комплекса Эрцгебирге. Данные структуры сложены переработанным континентальным материалом.
Новое исследование Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН было посвящено проверке данной гипотезы. Для этого ученые воссоздали средний состав континентальной коры, добавили карбонаты и поместили его в условия алмазообразования. Давление в 6 ГПа, соответствующее глубинам 200 км, создали прессовым аппаратом Discoverer 1500, температуры поддерживали на уровне 1000-1500⁰C. Полученные образцы изучили на срезе методами электронной микроскопии и рамановской спектроскопии.
По результатам установлено, что по составу они близки к включениям алмазов, образовавшихся в аналогичных условиях. Он соответствует эклогитам – породам силикатного состава. В пробах обнаружено 2 типа высококалиевого расплава: карбонатный и силикатный.
Таким образом, впервые экспериментально подтверждена возможность образования таких расплавов путем плавления материала континентальной коры при погружении.
