Спектроскопические свойства кристаллов алмаза месторождения Ичетъю (Средний Тиман)

            ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

            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.