Автор: Исаенко Сергей Иванович
Название работы: Спектроскопические свойства кристаллов алмаза месторождения Ичетъю (Средний Тиман)
|
Присвоенная ученая степень: кандидат геолого-минералогических наук
Специальность: 25.00.05 - минералогия, кристаллография
Классификационный индекс:
Ведущая организация:
Руководитель:
доктор геолого-минералогических наук А.Б. Макеев;
Оппонент:
доктор геолого-минералогических наук Б. А. Мальков;
кандидат геолого-минералогических наук М.Б. Тарбаев;
Место защиты: Сыктывкар
Дата защиты: 25 июня 2002
Издательство: Сыктывкар
Количество страниц: 161
Язык: русский
Содержание работы:
В первой главе диссертационной работы приводится литературный обзор по теме исследования.
Во второй главе описаны методика эксперимента, объекты и образцы для исследования.
Третья глава посвящена изучению кристаллов алмаза методом оптического поглощения.
В четвертой главе рассмотрена фотолюминесценция (ФЛ) алмазов при температуре кипения жидкого азота.
В пятой главе описаны спектры рентгенолюминесценции (РЛ) при 300 К.
В шестой главе рассмотрен типоморфизм спектроскопических характеристик алмазов месторождения Ичетъю.
В заключении даны основные результаты и выводы диссертационной работы.
|
Реферат:
Актуальность темы. В последнее время наблюдается оживление интереса к проблеме алмазоносности Тимано-Уральского региона, вызванного новыми находками кристаллов алмаза
на Тимане и сопредельных территориях. На Среднем Тимане в пределах Вольско-Вымской гряды известна единственная промышленная комплексная алмазоносная золото-редкометалльная
россыпь Ичетъю, приуроченная к маломощному конглобрекчиевому горизонту пижемской свиты среднего девона. Представление о происхождении алмазов и размещении коренных источников
этого месторождения носит остро-дискуссионный характер.
Результаты исследований природных и синтетических алмазов, известные по ряду работ З.В. Бартошинского, А.И. Бахтина, Л.В. Бершова, В.В. Бескрованова, Г.Б. Бокия,
В.С. Вавилова, Г.О. Гомона, Б.С. Горобца, Г. Дэвиса, А.М. Зайцева, Ф.В. Каминского, В.Б. Кваскова, К. Кларка, Ю.А. Клюева, А. Коллинса, М. Мендельсона, Г. Милледж, Р.М. Минеевой,
С.П. Плотниковой, Ю.А. Полканова, М.И. Самойловича, Е.В. Соболева, С.В. Титкова, В. Тэйлора, Дж. Уокера, Т. Эванса и многих других продемонстрировали высокую эффективность
спектроскопических методов для выявления структурных (примесных) особенностей и неоднородностей алмазов, являющихся показателями их эксплуатационной ценности, а также важными
генетико-информативными характеристиками, способными помочь в решении задач их генезиса.
Основной структурной примесью в природных алмазах является азот. Спектроскопические методы позволяют выявлять азотсодержащие структурные дефекты и оценивать их
концентрацию. С этими азотными дефектами, как известно, связан ряд важных характеристик алмазов, таких как механические твердость и прочность, фотопроводимость, теплопроводность,
электропроводность. Все эти физические свойства в конечном итоге и определяют высокую практическую ценность алмазов в ювелирной промышленности, обрабатывающей и горнодобывающей
индустриях, прецизионной электронике и перспективных технологиях. Азотные дефекты в алмазах надежно идентифицируются и поддаются количественной оценке при помощи таких спектроскопических
методов как фото- и рентгенолюминесценция, оптическое поглощение. Сведения по спектроскопии тиманских алмазов на сегодняшний день фрагментарны. Представляется возможным, что
детальные спектроскопические исследования алмазов месторождения Ичетъю помогут в решении задач алмазоносности Среднего Тимана.
Цель работы. Выявление генетико-информативных характеристик видового состава и распределения дополнительных азотсодержащих дефектов у алмазов месторождения Ичетъю
(Средний Тиман).
Задачи исследований. Определение при помощи методов оптического поглощения, фото- рентгенолюминесценции видового состава азотных дефектов алмазов Ичетъю. Статистическая
обработка данных для выяснения характера распределения алмазов по спектрам оптически активных азотных систем и выявления наиболее изменчивых спектроскопических параметров
и их связей с геолого-минералогическими характеристиками алмазов. Сравнительный анализ спектроскопических характеристик алмазов Ичетъю и других месторождений.
Фактический материал. Представительная выборка алмазов Ичетъю, состоящая из коллекций ЗАО Тимангеология и ОАО Полярноуралгеология была изучена спектроскопическими
методами: оптическое поглощение в видимом диапазоне, фотолюминесценция (80 К), рентгенолюминесценция (300 К). Было изучено 98 среднетиманских алмазов, 16 алмазов из кимберлитовой
трубки им. М.В. Ломоносова, 33 кристалла из кимберлитовой трубки им. XXIII Партсъезда КПСС, 14 образцов из россыпей Красновишерского района.
Научная новизна работы. Комплексное спектроскопическое изучение характеристик кристаллов алмазов Ичетъю (Средний Тиман), позволило получить новые данные по дополнительным
азотным дефектам, характеру их распределения и тенденций распределения в пределах участков месторождения, характеризующие примесную структурную неднородность алмазов. Приведены
новые экспериментальные доказательства в пользу интерпретации спектров рентгенолюминесценции как переналожения полос рекомбинационной и реабсорбционно-эмиссионной природы.
Сравнительный анализ спектроскопических характеристик алмазов Ичетъю (Средний Тиман), Архангельской области, Пермской области, Республики Саха-Якутия продемонстрировал типоморфную
значимость Н4- и S1-дефектов.
Практическая значимость. На основе эффекта эмиссионно- реабсорбционной природы продемонстрирована возможность оценки концентрации азотных дефектов в кристаллах
алмазов по спектрам рентгенолюминесценции. Установленная специализация алмазов Ичетъю на Н4- дефекты, оцениваемая как признак "древности", может быть использована в задачах
прогнозирования коренных источников.
Актуальность темы. В последнее время наблюдается оживление интереса к проблеме алмазоносности Тимано-Уральского региона, вызванного новыми находками кристаллов алмаза
на Тимане и сопредельных территориях. На Среднем Тимане в пределах Вольско-Вымской гряды известна единственная промышленная комплексная алмазоносная золото-редкометалльная
россыпь Ичетъю, приуроченная к маломощному конглобрекчиевому горизонту пижемской свиты среднего девона. Представление о происхождении алмазов и размещении коренных источников
этого месторождения носит остро-дискуссионный характер.
Результаты исследований природных и синтетических алмазов, известные по ряду работ З.В. Бартошинского, А.И. Бахтина, Л.В. Бершова, В.В. Бескрованова, Г.Б. Бокия,
В.С. Вавилова, Г.О. Гомона, Б.С. Горобца, Г. Дэвиса, А.М. Зайцева, Ф.В. Каминского, В.Б. Кваскова, К. Кларка, Ю.А. Клюева, А. Коллинса, М. Мендельсона, Г. Милледж, Р.М. Минеевой,
С.П. Плотниковой, Ю.А. Полканова, М.И. Самойловича, Е.В. Соболева, С.В. Титкова, В. Тэйлора, Дж. Уокера, Т. Эванса и многих других продемонстрировали высокую эффективность
спектроскопических методов для выявления структурных (примесных) особенностей и неоднородностей алмазов, являющихся показателями их эксплуатационной ценности, а также важными
генетико-информативными характеристиками, способными помочь в решении задач их генезиса.
Основной структурной примесью в природных алмазах является азот. Спектроскопические методы позволяют выявлять азотсодержащие структурные дефекты и оценивать их
концентрацию. С этими азотными дефектами, как известно, связан ряд важных характеристик алмазов, таких как механические твердость и прочность, фотопроводимость, теплопроводность,
электропроводность. Все эти физические свойства в конечном итоге и определяют высокую практическую ценность алмазов в ювелирной промышленности, обрабатывающей и горнодобывающей
индустриях, прецизионной электронике и перспективных технологиях. Азотные дефекты в алмазах надежно идентифицируются и поддаются количественной оценке при помощи таких спектроскопических
методов как фото- и рентгенолюминесценция, оптическое поглощение. Сведения по спектроскопии тиманских алмазов на сегодняшний день фрагментарны. Представляется возможным, что
детальные спектроскопические исследования алмазов месторождения Ичетъю помогут в решении задач алмазоносности Среднего Тимана.
Цель работы. Выявление генетико-информативных характеристик видового состава и распределения дополнительных азотсодержащих дефектов у алмазов месторождения Ичетъю
(Средний Тиман).
Задачи исследований. Определение при помощи методов оптического поглощения, фото- рентгенолюминесценции видового состава азотных дефектов алмазов Ичетъю. Статистическая
обработка данных для выяснения характера распределения алмазов по спектрам оптически активных азотных систем и выявления наиболее изменчивых спектроскопических параметров
и их связей с геолого-минералогическими характеристиками алмазов. Сравнительный анализ спектроскопических характеристик алмазов Ичетъю и других месторождений.
Фактический материал. Представительная выборка алмазов Ичетъю, состоящая из коллекций ЗАО Тимангеология и ОАО Полярноуралгеология была изучена спектроскопическими
методами: оптическое поглощение в видимом диапазоне, фотолюминесценция (80 К), рентгенолюминесценция (300 К). Было изучено 98 среднетиманских алмазов, 16 алмазов из кимберлитовой
трубки им. М.В. Ломоносова, 33 кристалла из кимберлитовой трубки им. XXIII Партсъезда КПСС, 14 образцов из россыпей Красновишерского района.
Научная новизна работы. Комплексное спектроскопическое изучение характеристик кристаллов алмазов Ичетъю (Средний Тиман), позволило получить новые данные по дополнительным
азотным дефектам, характеру их распределения и тенденций распределения в пределах участков месторождения, характеризующие примесную структурную неднородность алмазов. Приведены
новые экспериментальные доказательства в пользу интерпретации спектров рентгенолюминесценции как переналожения полос рекомбинационной и реабсорбционно-эмиссионной природы.
Сравнительный анализ спектроскопических характеристик алмазов Ичетъю (Средний Тиман), Архангельской области, Пермской области, Республики Саха-Якутия продемонстрировал типоморфную
значимость Н4- и S1-дефектов.
Практическая значимость. На основе эффекта эмиссионно- реабсорбционной природы продемонстрирована возможность оценки концентрации азотных дефектов в кристаллах
алмазов по спектрам рентгенолюминесценции. Установленная специализация алмазов Ичетъю на Н4- дефекты, оцениваемая как признак "древности", может быть использована в задачах
прогнозирования коренных источников.
Актуальность темы. В последнее время наблюдается оживление интереса к проблеме алмазоносности Тимано-Уральского региона, вызванного новыми находками кристаллов алмаза
на Тимане и сопредельных территориях. На Среднем Тимане в пределах Вольско-Вымской гряды известна единственная промышленная комплексная алмазоносная золото-редкометалльная
россыпь Ичетъю, приуроченная к маломощному конглобрекчиевому горизонту пижемской свиты среднего девона. Представление о происхождении алмазов и размещении коренных источников
этого месторождения носит остро-дискуссионный характер.
Результаты исследований природных и синтетических алмазов, известные по ряду работ З.В. Бартошинского, А.И. Бахтина, Л.В. Бершова, В.В. Бескрованова, Г.Б. Бокия,
В.С. Вавилова, Г.О. Гомона, Б.С. Горобца, Г. Дэвиса, А.М. Зайцева, Ф.В. Каминского, В.Б. Кваскова, К. Кларка, Ю.А. Клюева, А. Коллинса, М. Мендельсона, Г. Милледж, Р.М. Минеевой,
С.П. Плотниковой, Ю.А. Полканова, М.И. Самойловича, Е.В. Соболева, С.В. Титкова, В. Тэйлора, Дж. Уокера, Т. Эванса и многих других продемонстрировали высокую эффективность
спектроскопических методов для выявления структурных (примесных) особенностей и неоднородностей алмазов, являющихся показателями их эксплуатационной ценности, а также важными
генетико-информативными характеристиками, способными помочь в решении задач их генезиса.
Основной структурной примесью в природных алмазах является азот. Спектроскопические методы позволяют выявлять азотсодержащие структурные дефекты и оценивать их
концентрацию. С этими азотными дефектами, как известно, связан ряд важных характеристик алмазов, таких как механические твердость и прочность, фотопроводимость, теплопроводность,
электропроводность. Все эти физические свойства в конечном итоге и определяют высокую практическую ценность алмазов в ювелирной промышленности, обрабатывающей и горнодобывающей
индустриях, прецизионной электронике и перспективных технологиях. Азотные дефекты в алмазах надежно идентифицируются и поддаются количественной оценке при помощи таких спектроскопических
методов как фото- и рентгенолюминесценция, оптическое поглощение. Сведения по спектроскопии тиманских алмазов на сегодняшний день фрагментарны. Представляется возможным, что
детальные спектроскопические исследования алмазов месторождения Ичетъю помогут в решении задач алмазоносности Среднего Тимана.
Цель работы. Выявление генетико-информативных характеристик видового состава и распределения дополнительных азотсодержащих дефектов у алмазов месторождения Ичетъю
(Средний Тиман).
Задачи исследований. Определение при помощи методов оптического поглощения, фото- рентгенолюминесценции видового состава азотных дефектов алмазов Ичетъю. Статистическая
обработка данных для выяснения характера распределения алмазов по спектрам оптически активных азотных систем и выявления наиболее изменчивых спектроскопических параметров
и их связей с геолого-минералогическими характеристиками алмазов. Сравнительный анализ спектроскопических характеристик алмазов Ичетъю и других месторождений.
Фактический материал. Представительная выборка алмазов Ичетъю, состоящая из коллекций ЗАО Тимангеология и ОАО Полярноуралгеология была изучена спектроскопическими
методами: оптическое поглощение в видимом диапазоне, фотолюминесценция (80 К), рентгенолюминесценция (300 К). Было изучено 98 среднетиманских алмазов, 16 алмазов из кимберлитовой
трубки им. М.В. Ломоносова, 33 кристалла из кимберлитовой трубки им. XXIII Партсъезда КПСС, 14 образцов из россыпей Красновишерского района.
Научная новизна работы. Комплексное спектроскопическое изучение характеристик кристаллов алмазов Ичетъю (Средний Тиман), позволило получить новые данные по дополнительным
азотным дефектам, характеру их распределения и тенденций распределения в пределах участков месторождения, характеризующие примесную структурную неднородность алмазов. Приведены
новые экспериментальные доказательства в пользу интерпретации спектров рентгенолюминесценции как переналожения полос рекомбинационной и реабсорбционно-эмиссионной природы.
Сравнительный анализ спектроскопических характеристик алмазов Ичетъю (Средний Тиман), Архангельской области, Пермской области, Республики Саха-Якутия продемонстрировал типоморфную
значимость Н4- и S1-дефектов.
Практическая значимость. На основе эффекта эмиссионно- реабсорбционной природы продемонстрирована возможность оценки концентрации азотных дефектов в кристаллах
алмазов по спектрам рентгенолюминесценции. Установленная специализация алмазов Ичетъю на Н4- дефекты, оцениваемая как признак "древности", может быть использована в задачах
прогнозирования коренных источников.
На защиту выносятся следующие основные положения:
1. Спектры рентгеностимулированной люминесценции природных кристаллов алмазов представляют собой суперпозицию широкополосного рекомбинационного свечения (А-полоса),
структурированных часто встречающихся азотных систем реабсорбционной природы и редких по частоте встречаемости эмиссионных спектров азотных дефектов. Вариации состава, наложенных
на А-полосу компонент, носят концентрационно-зависимый характер и позволяют оценивать степень примесной неоднородности алмазов.
2. Алмазы месторождения Ичетъю неоднородны, что выражается в вари- ациях состава и различном проявлении оптически активных азотных дефектов (концентраций N3-центров,
частот встречаемости спектров Н3- и Н4- дефектов и т.д.) как по отдельным индивидам алмазов, так и по группам алмазов из отдельных участков месторождения. Основной причиной
выявленной неоднородности является воздействие эпигенных (внемантийных) процессов.
3. Алмазы из месторождений Ичетъю и Красновишерского района отчетливо отличаются от алмазов кимберлитовых трубок им. М.В. Ломоносова и им. XXIII Партсъезда КПСС
по специфике спектров фотолюминесценции: только в первой группе зафиксированы Н4- системы и только во второй группе - S1- системы.
|
Библиография:
1. Исаенко С.И. Кристалломорфология и оптические свойства алмаза из Вадьявожской туффизитовой трубки // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента. Информационные материалы 7-ой научной конференции Института геологии Коми НЦ УрО РАН. Сыктывкар: Геопринт, 1998. С. 58-61. 2. Лютоев В.П., Глухов Ю.В., Макеев А.Б., Щанов М.Ф., Исаенко С.И., Хитюнин В.П. Проявление эффекта реабсорбции в спектрах рентгено- и фотолюминесценции алмазов // Материалы XIII Геологического съезда Республики Коми. Сыктывкар. 1999. С.56-59. 3. Макеев А.Б., Дудар В.А., Лютоев В.П., Деревянко И.В., Глухов Ю.В., Исаенко С.И., Филиппов В.Н. Алмазы Среднего Тимана. Сыктывкар: Геопринт, 1999. 80с. 4. Исаенко С.И. Фотолюминесценция и металлические пленки на поверхности алмазов Среднего Тимана // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента. Информационные материалы 8-ой научной конференции Института геологии Коми НЦ УрО РАН. Сыктывкар: Геопринт, 1999. С.72-75. 5. Исаенко С.И. Статистическая связь спектроскопических характеристик алмазов Среднего Тимана с металлическими пленками на их поверхности // Тезисы докладов четырнадцатой Коми республиканской молодежной научной конференции. Сыктывкар. 2000. Т 1. С.127-128. 6. Макеев А.Б., Исаенко С.И. Кривогранные алмазы Севера и Северо- Востока Русской платформы // Петрография на рубеже 21 века: итоги и перспективы. Материалы Второго Всероссийского петрографического совещания. Сыктывкар, 2000. С. 90-93. 7. Щанов М.Ф. Лютоев В.П., Глухов Ю.В., Петровский В.А., Исаенко С.И., Хитюнин В.П. Фото- и рентгенолюминесценция примесных центров в природных алмазах // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН N6. Сыктывкар 2000. 8. Исаенко С.И. Рентгеностимулированная люминесценция азотных дефектов природных алмазов //Структура, вещество, история литосферы Тимано- Североуральского сегмента. Информационные материалы 9-ой научной конференции Института геологии Коми НЦ УрО РАН. Сыктывкар: Геопринт, 2000. С.56-58. 9. Лютоев В.П., Глухов Ю.В., Исаенко С.И. Эпигенные азотные дефекты и металлические пленки на поверхности алмазов Среднего Тимана // Докл. РАН. 2000. Т.375. N2. С.229-232. 10. Глухов Ю.В., Лютоев В.П., Исаенко С.И., Щанов М.Ф. Проявление азотных систем в спектрах рентгенолюминесценции природных алмазов // Алмазы и алмазоносность Тимано-Уральского региона. Материалы Всероссийского совещания. Сыктывкар: Геопринт, 2001. С.151-152. 11. Лютоев В.П., Глухов Ю.В., Исаенко С.И. Радиогенные Н4-дефекты как признак эпигенного внемантийного происхождения металлических пленок на поверхности алмазов Среднего Тимана // Алмазы и алмазоносность Тимано- Уральского региона. Материалы Всероссийского совещания. Сыктывкар: Геопринт, 2001. С.153-155. 12. Исаенко C.И. Тенденции распределения азотных дефектов в алмазах месторождения Ичетъю (Средний Тиман). Информационные материалы Международной конференции <Кристаллогенезис и минералогия>. Санкт- Петербург. 2001. С.142-143. 13. Исаенко С.И. Спектроскопические характеристики алмазов Среднего Тимана и других регионов России // Структура, вещество, история литосферы Информационные материалы 10-ой научной конференции Института геологии Коми НЦ УрО РАН. Сыктывкар: Геопринт, 2000. С.79-81. 14. Makeyev A.B., Isaenko S.I., Obyden S.K., Saparin G.V. Color cathodoluminescence of curved-face diamonds // The journal of Scanning Microscopies. FAMS. Inc. Mahwah. N.J. USA. 2000. Vol.22. 2. P.105-108. 15. Glukhov Yu.V, Lutoev V.P., Shanov M.F., Isaenko S.I. Nitrogen systis in X-ray exited luminescence spectra of natural diamonds // Abstracts of "Mineralogy and Spectroscopy: 4th European Conference". Paris, France. Bull. Liaison S.F.M.C. 2001. V.13. p.77-78. 16. Isaenko S.I., Glukhov Y.V., Lutoev V.P. Structural H4-defects with Indications of Radiation Genesis // Abstracts of "Mineralogy and Spectroscopy: 4th European Conference". Paris, France. Bull.Liaison S.F.M.C. 2001. V.13. p.81-82.
|
|
