«СВЕРХГЛУБОКОЕ» ПРОИСХОЖДЕНИЕ ГОЛУБЫХ АЛМАЗОВ И ИХ СВЯЗЬ С ДРЕВНИМИ ОКЕАНАМИ
Это расширенный конспект статьи «Голубые борные алмазы из нижней мантии Земли», опубликованной в журнале Nature. Научный сотрудник GIA Эван Смит является основным автором статьи; его соавторами выступили Стивен Б. Шири, Научный институт Карнеги, Стивен Х. Ричардсон, Университет Кейптауна, Фабрицио Нестола, Университет Падуи, Эмма С. Баллок, Научный институт Карнеги, Цзяньхуа Ван, Научный институт Карнеги, и Вуюй Ван, Геммологический институт Америки.Алмазы типа IIb представляют собой редкий вид алмазов, отличающихся наличием бора в кристаллической структуре, который придаёт им привлекательный голубой оттенок. Известный алмаз Хоупа — прекрасный пример подобного голубого алмаза. Камни типа IIb долгое время оставались геологической загадкой, но согласно новым исследованиям, опубликованным в журнале Nature от 2 августа 2018 года, они представляют собой «сверхглубокие» алмазы, то есть кристаллизуются гораздо глубже под поверхностью земли, чем большинство других драгоценных камней. Примечательно, что атомы бора, содержащиеся в этих голубых драгоценных камнях, происходят из древних океанов.
Голубой боросодержащий алмаз с тёмными включениями минерала, называемого ферропериклазом, которые были изучены в рамках этого исследования. Этот камень весит 0,03 карата.
Бор — элемент, который в основном сосредоточен в земной коре. Однако в мантии, где растут алмазы, концентрация бора чрезвычайно низка. Поэтому содержание бора в алмазах типа IIb является неожиданным и сложным для объяснения фактом. Голубые алмазы интриговали учёных на протяжении десятилетий, однако их высокая ценность, редкость и почти полное отсутствие минеральных включений были основными препятствиями для исследований.
Необработанные голубые алмазы весом от 0,7 до 3 карат каждый. Изучение необработанных образцов, таких, как эти, даёт возможность увидеть включения, поскольку их часто умело срезают и полируют, чтобы улучшить внешний вид драгоценного камня после огранки.
До этого исследования в алмазе типа IIb не было идентифицировано ни одно минеральное включение. Однако систематические проверки алмазов, предоставленных в GIA в течение последних двух лет, позволили найти и изучить 46 алмазов типа IIb с включениями. Изучая включения — небольшие частицы другого вещества, захваченные алмазом во время кристаллизации — исследовательская группа смогла определить вмещающую породу и глубину, на которой росли алмазы. Минералы, идентифицированные в данных включениях, встречаются только в условиях чрезвычайно высокого давления, очень глубоко в земле, что приводит к выводу, что алмазы типа IIb образуются на глубине, по меньшей мере равной глубине переходной зоны (410-660 км), доходя до нижней мантии (более 660 км). Для сравнения: это примерно в четыре раза глубже, чем для большинства других видов алмазов, которые образуются у основания старых континентов на глубине около 150-200 км.
Включения также показывают, что на такой большой глубине алмазы росли рядом с океанической корой, которая опустилась в нижнюю мантию за счёт процесса субдукции, напоминающем ленточный конвейер. Связь с опустившейся океанической литосферой предполагает, что бор, ответственный за голубой цвет в алмазах типа IIb, мог быть перемещён с поверхности Земли.
Когда морская вода проникает через дно океана, она вызывает химические реакции, в результате которых бор оседает в океаническую кору. В новом исследовании предлагается модель, при которой часть этого бора опускалась вместе с водосодержащими (водоносными) минералами вплоть до нижней мантии. На такой большой глубине повышенная температура и давление разрушают водосодержащие минералы, которые выделяют обогащённую бором жидкость, которая, в свою очередь, вызывает рост алмаза. Многие включения в голубых алмазах, которые рассматривали Смит и его коллеги, также содержали метан и водород в виде тонкого слоя, окружающего твёрдые минералы, что свидетельствует в пользу роста алмаза в подобной обогащённой бором жидкости.
Включение силиката кальция в голубом алмазе весом 0,21 карат, видимый в секторе обзора шириной 1,42 мм. Это включение свидетельствует о том, что алмаз рос в глубоких слоях мантии.
Это новое исследование свидетельствует не только о том, что алмазы типа IIb относятся к числу самых глубоко рождённых из когда-либо найденных алмазов, но также о том, что бор и, возможно, даже вода могут быть перенесены из океана глубоко в мантию в процессе субдукции. Это наблюдение является ключевым для нашего понимания геохимии земной мантии и тектонических процессов.
До недавнего времени было широко распространено мнение, что сверхглубокие алмазы всегда маленькие и никогда не обладают качеством драгоценных камней. Это представление радикально пересмотрено в связи с настоящим открытием о том, что голубые боросодержащие алмазы являются сверхглубокими, и дополняет открытие 2016 года о том, что относительно большие и чистые (CLIPPIR) алмазы также являются сверхглубокими. Таким образом, многие из самых дорогих и прекрасных алмазов в мире — это сверхглубокие алмазы, что делает их бесценными физическими образцами прямо из конвективной мантии, находящейся в сотнях километров под нашими ногами.
