Инд. авторы:	Сонин В.М., Жимулев Е.И, Чепуров А.А, Линденблот Е.С., Логвинова А.М., Щеглов Д.В., Помазанский Б.С., Афанасьев В.П., Чепуров А.И.
Заглавие:	Растворение природных октаэдрических алмазов в расплаве fe–s при высоком давлении
Библ. ссылка:	Сонин В.М., Жимулев Е.И, Чепуров А.А, Линденблот Е.С., Логвинова А.М., Щеглов Д.В., Помазанский Б.С., Афанасьев В.П., Чепуров А.И. Растворение природных октаэдрических алмазов в расплаве fe–s при высоком давлении // Геология рудных месторождений. - 2020. - Т.62. - № 6. - С.548-560. - ISSN 0016-7770.
Идентиф-ры:	DOI: 10.31857/S0016777020060076; РИНЦ: 44296481;
Реферат:	rus: Проведено экспериментальное исследование процесса растворения природных октаэдрических алмазов из кимберлитовых трубок Интернациональная и Юбилейная (Якутия) в расплаве Fe–S при 4 ГПа и 1450–1500°С при разном содержании серы (10–25 мас. %). Установлено, что при увеличении содержания серы в расплаве железа степень растворения алмазов резко падает. Стационарная (конечная) форма растворения кристаллов алмаза в реализованных условиях соответствует октаэдроиду с тригональными слоями травления, что подтверждено методом фотогониометрии. Алмазы с подобной морфологией распространены в кимберлитовых трубках, особенно в мантийных ксенолитах из кимберлитов. Сделан вывод, что алмазы такой формы не испытывали естественное растворение в кимберлитовой магме, а подобно плоскогранным октаэдрам, вероятно, были изолированы от нее в ксенолитах. Поэтому чем выше содержание алмазов с формой октаэдроида с тригональными слоями в месторождении, тем меньше степень непосредственного влияния агрессивной кимберлитовой магмы на алмазоносность.
Ключевые слова:	алмаз; металл-сульфидный расплав; растворение; высокие давления и температуры;
Издано:	2020
Физ. хар-ка:	с.548-560
Цитирование:	1. Афанасьев В.П., Ефимова Э.С., Зинчук Н.Н., Коптиль В.И. Атлас морфологии алмазов России. Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 2000. 2. Бартошинский З.В. Об алмазах из эклогита кимберлитовой трубки “Мир” // Геология и геофизика. 1960. № 6. С. 129–131. 3. Бартошинский З.В., Квасница В.Н. Кристалломорфология алмаза из кимберлитов. Киев: Наук. Думка, 1991. 4. Буланова Г.П., Барашков Ю.П., Тальникова С.Б., Смелова Г.Б. Природный алмаз - генетические аспекты. Новосибирск: Наука, 1993. 5. Буланова Г.П., Специус З.В., Лескова Н.В. Сульфиды в алмазах и ксенолитах из кимберлитовых трубок Якутии // Новосибирск: Наука, 1990. 6. Гневушев М.А., Бартошинский З.В. К морфологии якутских алмазов // Материалы по геологии полезных ископаемых Якутии. Тр. Якутского ф-ла АН СССР. 1959. № 4. С. 74–92. 7. Горшков А.И., Янь Нань Бао, Бершов Л.В., Рябчиков И.Д., Сивцов А.В., Лапина М.И. Включения самородных металлов и других минеральных фаз в алмазах из кимберлитовой трубки № 50 провинции Ляонин (Китай) // Геохимия. 1997. № 8. С. 794–804. 8. Ефимова Э.С., Соболев Н.В., Поспелова Л.Н. Включения сульфидов в алмазах и особенности их парагенезиса // Зап. ВМО. 1983. Ч.112. Вып. 3. С. 300-310. 9. Жимулев Е.И., Сонин В.М., Федоров И.И., Томиленко А.А., Похиленко Л.Н., Чепуров А.И. Устойчивость алмаза к окислению в экспериментах с минералами из мантийных ксенолитов при высоких РТ-параметрах // Геохимия. 2004. № 6. С. 604-610. 10. Жимулев Е.И., Чепуров А.И., Синякова Е.Ф., Сонин В.М., Чепуров А.А., Похиленко Н.П. Кристаллизация алмаза в системах Fe-Co-S-C и Fe-Ni-S-C и роль металл-сульфидных расплавов в генезисе алмазов. // Геохимия. 2012. № 3. С. 227-239. https://doi.org/10.1134/S0016702912030111 11. Жимулев Е.И., Сонин В.М., Миронов А.М., Чепуров А.И. Влияние содержания серы на кристаллизацию алмаза в системе Fe-C-S при 5.3-5.5 ГПа и 1300-1370°С // Геохимия. 2016. № 5. С. 439-446. https://doi.org/10.1134/S0016702916050116] 12. Зинчук Н.Н., Коптиль В.И. Типоморфизм алмазов Сибирской платформы. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2003. 13. Квасница В.Н. Мелкие алмазы. Киев: Наук. думка, 1985. 14. Квасница В.Н., Зинчук Н.Н., Коптиль В.И. Типоморфизм микрокристаллов алмаза. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 1999. 15. Кухаренко А.А. Алмазы Урала. М.: Госгеолтехиздат, 1955. 16. Орлов Ю.Л. Минералогия алмаза. М.: Наука, 1984. 17. Соболев Н.В., Ефимова Е.С., Поспелова Л.Н. Самородное железо в алмазах Якутии и его парагенезис // Геология и геофизика. 1981. Т. 22. № 12. С. 25–29. 18. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Федоров И.И., Осоргин Н.Ю. Травление кристаллов алмаза в силикатном расплаве в присутствии существенно водного флюида при высоких РТ-параметрах // Геохимия. 1997. № 4. С. 451‒455. 19. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Федоров И.И., Томиленко А.А., Чепуров А.И. Травление кристаллов алмаза в "сухом" силикатном расплаве при высоких РТ-параметрах // Геохимия. 2001. № 3. С. 305-312. 20. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Афанасьев В.П., Чепуров А.И. Генетические аспекты морфологии алмазов // Геология руд. месторождений. 2002. Т. 44. № 4. С. 331-341. 21. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Томиленко А.А. Чепуров С.А., Чепуров А.И. Хроматографическое изучение процесса травления алмазов в расплаве кимберлита в связи с их устойчивостью в природных условиях // Геология руд. месторождений. 2004. Т. 46. № 3. С. 212-221. 22. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Помазанский Б.С., Земнухов А.Л., Чепуров А.А., Афанасьев В.П., Чепуров А.И. Морфологические особенности растворения кристаллов алмаза в расплаве Fe0.7S0.3 при 4 ГПа и 1400°С // Геология руд. месторождений. 20181. Т. 60. № 1. С. 91-102. https://doi.org/10.1134/S1075701518010051 23. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Чепуров А.А., Чепуров А.И., Похиленко Н.П. Влияние содержания серы в расплаве Fe-S на сохранность алмазов при PT-условиях мантии Земли // ДАН. 20182. Т. 481. № 2. С. 193-196. https://doi.org/10.1134/S1028334X1807019X 24. Титков С.В., Горшков А.И., Солодова Ю.П., Рябчиков И.Д., Магазина Л.О., Сивцов А.В., Гасанов М.Д., Седова Е.А., Саморосов Г.Г. Минеральные микровключения в алмазах кубического габитуса из месторождений Якутии по данным аналитической электронной микроскопии // ДАН. 2006. Т. 410. № 2. С. 255-258. 25. Траутман Р.Л., Гриффин Б.Дж., Тэйлор В.Р., Специус З.В., Смит К.Б., Ли Д.К. Сравнение микроалмазов из кимберлитов и лампроитов Якутии и Австралии // Геология и геофизика. 1997. Т. 38. С. 341-355. 26. Чепуров А.А., Косолобов С.С., Щеглов Д.В., Сонин В.М., Чепуров А.И., Латышев А.В. Наноскульптуры на округлых поверхностях природных алмазов // Геология руд. месторождений. 2017. Т. 59. № 3. С. 251-260. https://doi.org/10.1134/S1075701517030023 27. Чепуров А.И., Сонин В.М., Жимулев Е.И., Чепуров А.А., Томиленко А.А. Об образовании элементного углерода при разложении СаСО3 в восстановительных условиях при высоких РТ-параметрах // ДАН. 2011. Т. 441. № 6. С. 806-809. https://doi.org/10.1134/S1028334X11120233 28. Arima M., Kozai Y. Diamond dissolution rates in kimberlitic melts at 1300‒1500°C in the graphite stability field // Eur. J. Mineral. 2008. V. 20. P. 357‒364. https://doi.org/10.1127/0935-1221/2008/0020-1820 29. Bulanova G.P., Griffin W.L., Ryan C.G. Nucleation environment of diamonds from Yakutian kimberlites // Mineral. Mag. 1998. V. 62. P. 409‒419. 30. Bulanova G.P., Walter M.J., Smith C.B., Kohn S.C., Armstrong L.S., Blundy J., Gobbo L. Mineral inclusions in sublithospheric diamonds from Collier 4 kimberlite pipe, Juina, Brazil: Subducted protoliths, carbonated melts and primary kimberlite magmatism // Contrib. Mineral. Petrol. 2010. V. 160 (4). P. 489–510. https://doi.org/10.1007/s00410-010-0490-6 31. Dasgupta R. Ingassing, storage, and outgassing of terrestrial carbon through geologic time // Rev. Mineral. Geochem. 2013. V. 75. P. 183-229. DOI: 102138/rmg.2013.75.7 32. Dasgupta R., Hirschmann M.M. The deep carbon cycle and melting in Earth's interior // Earth Planet. Sci. Let. 2010. V. 298. P. 1‒13. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2010.06.039 33. Fedortchouk Y., Canil D., Semenets E. Mechanism of diamond oxidation and their bearing on the fluid composition in kimberlitic magmas // Am. Mineral. 2007. V. 92. P. 1200‒1212. 34. Frost D.J., McCammon C.A. The redox state of the Earth's mantle // Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2008. V. 36. P. 389–420. https://doi.org/10.1146/annurev.earth.36.031207.124322 35. Garanin V.K., Kudryavtseva G.P. Morphology, physical properties and paragenesis of inclusion-bearing diamonds from Yakutian kimberlites // Lithos. 1990. V. 25. P. 211-217. 36. Harris J.W. Diamond geology // The properties of natural and synthetic diamond / Ed. by Field J.E. - London: Academ. Press. 1992. P. 345-393. 37. Harris J.W., Hawthorne J.B., Osterveld M.M., Wehmeyer E. A classification scheme for diamond and a comparative study of South African diamond characteristics // Physics and Chemistry of the Earth / Ed. By Ahrens L.H., Dawson J.B., Duncan A.R., Erlank A.J. 1975. V. 9. P. 765‒783. 38. Hayman P., Kopylova M., Kaminsky F. Lower mantle diamonds from Rio Soriso (Juina area, Mato Grosso, Brazil) // Contrib. Mineral. Petrol. 2005. V. 149(4). P. 430–445. https://doi.org/10.1007/s00410-005-0657-8 39. Kagi H., Zedgenizov D.A., Ohfuji H., Ishibashi H. Micro- and nano-inclusions in a superdeep diamond from São Luiz, Brazil. Geochemistry International. 2016. V. 54(10). P. 834‒838. https://doi.org/10.1134/S0016702916100062 40. Kaminsky F. Mineralogy of the lower mantle: A review of ‘super-deep' mineral inclusions in diamond // Earth-Science Reviews. 2012. V. 110 (1–4) P. 127–147. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2011.10.005 41. Kaminsky F.V., Wirth R. Iron carbide inclusions in lower-mantle diamond from Juina, Brazil // Can. Mineral. 2011. V. 49. P. 555‒572. https://doi.org/10.3749/canmin.49.2.555 42. Keppler H., Wiendenbeck M., Shcheka S.S. Carbon solubility in olivine and the mode of carbon storage in the Earth's mantle // Nature. 2003. V. 424. P. 414‒416. 43. Khokhryakov A.F., Pal'yanov Yu.N. The evolution of diamond morphology in the process of dissolution: Experimental data // Am. Mineral. 2007. V. 92. P. 909‒917. 44. Khokhryakov A.F., Pal'yanov Yu.N. Influence of the fluid composition on diamond dissolution forms in carbonate melts // Am. Mineral. 2010. V. 95. P. 1508‒1514. 45. Kozai Y., Arima M. Experimental study on diamond dissolution in kimberlitic and lamproitic melts at 1300‒1420°C and 1 GPa with controlled oxygen partial pressure // Am. Mineral. 2005. V. 90. P. 1759‒1766. 46. Martirosyan N.S., Yoshino T., Shatskiy A., Chanyshev A.D., Litasov K.D. The CaCO3‒Fe interaction: kinetic approach for carbonate subduction to the deep Earth's mantle // Phys. Earth Planet. Inter. 2016. V. 259. P. 1‒9. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2016.08.008 47. Meyer H.O.A. Inclusions in diamond // Mantle xenoliths. Ed. by P.H. Nixon. Chichester: John Willy and Sons Ltd. 1987. P. 501-533. 48. Meyer H.O.A., McCallum M.E. Mineral inclusions in diamonds from the Sloan kimberlites, Colorado // J. Geol. 1986. V. 94. P. 600‒612. 49. Nestola F. Inclusions in super-deep diamonds: windows on the very deep Earth // Rend. Fis. Acc. Lincei. 2017. V. 28. P. 595‒604. 50. Rohrbach A., Ballhaus C. Gola–Schindler U., Ulmer P., Kamenetsky V.S., Kuzmin D.V. Metal saturation in the upper mantle // Nature. 2007. V. 449. P. 456–458. https://doi.org/10.1038/nature06183 51. Sharp W.E. Pyrrhotite: a common inclusion in the South African diamonds // Nature. 1966. V. 211 (5047). P. 402‒403. 52. Shcheka S.S., Wiendenbeck M., Frost D.J., Keppler H. Carbon solubility in mantle minerals // Earth Planet. Sci. Lett. 2006. V. 245. P. 730‒732. 53. Shushkanova A.V., Litvin Y.A. Diamond nucleation and growth in sulfide-carbon melts: an experimental study at 6.0‒7.1 GPa // Eur. J. Mineral. 2008. V. 20. P. 349‒355. https://doi.org/10.1127/0935-1221/2008/0020-1819 54. Smith E.M., Shirey S.B., Nestola F., Bullock E.S., Wang J., Richardson S.H., Wang W. Large gem diamonds from metallic liquid in Earth's deep mantle // Science. 2016. V. 35. P. 1403–1405. https://doi.org/10.1126/science.aal1303 55. Smith E.M., Shirey, S.D., Wang W. The very deep origin of the World's biggest diamond // Gems & Gemology. 2017. V. 53 (4). P. 388‒403. https://doi.org/10.5741/GEMS.53.4.388 56. Stachel T., Harris J.W., Brey G.P. Rare and unusual mineral inclusions in diamond from Mwadui, Tanzania // Contrib. Mineral. Petrol. 1998. V. 132. P. 34–47. 57. Stagno V., Frost D.J. Carbon speciation in the asthenosphere: experimental measurements of the redox conditions at which carbonate-bearing melts coexist with graphite or diamond in peridotite assemblages // Earth Planet. Sci. Lett. 2010. V. 300. P. 72–84. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2010.09.038 58. Stagno V., Dickson O.O., McCammon C.A., Frost D.J. The oxidation state of the mantle and the extraction of carbon from Earth's interior // Nature. 2013. V. 493. P. 84–88. https://doi.org/10.1038/nature11679 59. Sunagawa I. Morphology of natural and synthetic diamond crystals // Materials Science of the Earth's Interior. Tokyo: TERRAPUB, 1984. P. 303-330. 60. Win T.T., Davies R.M., Griffin W.L., Wathanakhul P., Frenc D.H. Distribution and characteristics of diamonds from Myanmar // J. Asian Earth Sci. 2001. V. 19. P. 563‒577. https://doi.org/10.1016/S1367-9120(00)00055-9 61. Walter M.J., Kohn S.C., Araujo D., Bulanova G.P., Smith C.B., Gaillou E., Wang J., Steele A., Shirey S.B. Deep mantle cycling of oceanic crust: evidence from diamonds and their mineral inclusions // Science. 2011. V. 334. P. 54‒57. https://doi.org/10.1126/science.1209300 62. Zhang Z., Lentsch N., Hirschmann M.M. Carbon-saturated monosulfide melting in shallow mantle: solubility and effect on solidus // Contrib. Mineral. Petrol. 2015. V. 170. P. 47. https://doi.org/10.1007/s00410-015-1202-z 63. Zhang Z., Hasting P., Von der Handt A. Hirschmann M.M. Experimental determination of carbon solubility in Fe–Ni–S melts // Geochim. Cosmochim. Acta. 2018. V. 225. P. 66‒79. https://doi.org/10.1016/j.gca.2018.01.009