Спектроскопические свойства кристаллов алмаза месторождения Ичетъю (Средний Тиман)

Рис. 5

            Второе защищаемое положение. Алмазы месторождения Ичетъю неоднородны, что выражается в вариациях 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.

            Неоднородность алмазов Ичетъю проявилась в разнообразии типов спектров ОП, их специализации на различные системы азотных дефектов (N2, N3, N4, H3). Проведенный по спектрам ФЛ (80 К) анализ частот относительной встречаемости комбинаций азотных систем также показал различие алмазов Ичетъю. Этот подход применялся ранее в работе З.В Бартошинского и др. (1992) и продемонстрировал свою эффективность при изучении архангельских алмазов. В спектрах ФЛ ичетъюских алмазов установлены следующие частоты дефектов: N3 (71%), N3+H3 (14%), N3+H3+H4 (10%), H3+H4 (7%), без свечения (5%).

            Неоднородность ичетъюских алмазов выражена также в характере связи между их спектроскопическими параметрами и минералогическими особенностями.

Рис. 6

            Так была выявлена связь между специализированностью алмазов на микроминеральные самородные выделения (обнаруженные в 1999 г. А.Б. Макеевым и В.Н. Филипповым металлические пленки) и сочетаниями систем азотных дефектов (рис. 5) с участием Н4-дефектов (Исаенко, 2000; Лютоев и др., 2000). Полученные А.Б. Макеевым и др. (2000) данные по катодолюминесценции показали присутствие радиогенных повреждений на поверхности кристаллов алмаза в виде характерных гало. Учитывая эти данные, результаты изучения спектров ФЛ алмазов Ичетъю, а также обычно низкий фон радиоактивности кимберлитов, был сделан вывод об эпигенном ("осадочном") происхождении наблюдаемых Н4-дефектов. Таким образом Н4-дефекты являются еще одним из признаков древности ичетъюских алмазов, на которых указывали в своей работе В.И. Коптиль и Н.Н. Зинчук (2001).

            Различия алмазов Ичетъю проявились в концентрациях N3-дефектов, оцененных методами ОП и РЛ. Размах по концентрации показывает, что в одном см ³ алмазов содержится от 10 ¹⁶ до 10 ¹⁷ N3-дефектов. Для сравнения, алмазы других месторождений имеют в общем те же порядки значений. Были выявлены и некоторые различия для средних значений. Относительно большие концентрации N3-дефектов оказались в алмазах Ичетъю, меньше всего - в якутских кимберлитовых алмазах. Вишерские и архангельские алмазы по усредненным значениям занимают промежуточное положение. Довольно сильно отличаются частоты распределений алмазов Ичетъю и Якутии. Выборку якутских алмазов можно свести к одномодальному распределению, а в частотной гистограмме алмазов Ичетъю можно выделить по крайней мере две компоненты (рис. 6).

            Неоднородность алмазов выявлена по по участкам месторождения Ичетъю  - "К100", "Золотой Камень" и "Сидоровский". Выборки отличались по комбинаторному набору систем азотных дефектов в спектрах ФЛ. Так для алмазов из участка "Золотой Камень" частоты встречаемости Н3- и Н4- систем оказались примерно в 2 раза выше чем для участка "К100". Частоты встречаемости по N3-системе во всех случаях приближаются к 100%, т.е. спектры N3-дефектов удавалось зарегистрировать во всех случаях. По сравнению с алмазами из "Золотого камня" средние значения концентраций N3-дефектов участка "К100" выше в 2 раза.

            Разная специализация алмазов Ичетъю на дополнительные азотные дефекты может быть объяснена представлениями о ксеногенной природе алмазов, мантийной сегре- гатизации атомов азота, дискретности среды алмазообразования и принципами естественного отбора центров свечения. Парадигма ксеногенной природы алмазов распространяется на алмазы из промышленных месторождений кимберлитового типа, констатируя их мантийный генезис. Концепция сегрегатизации азотных атомов в кристаллах алмазов (Evans, 1962; Phaal, 1964; Dyer, 1965; Мальков, Асхабов, 1979; Mendelssohn, Milledge, 1995) предписывает эволюцию состояний азота (ИКС-активных основных дефектов) в направлении от одиночных атомов (С-дефекты) к парам (А-дефекты) и далее к объемным образованиям (В1- и В2-дефекты) в процессе мантийного отжига. В этой модели основными параметрами процесса агрегатизации являются  температура, концентрация азота и время термического воздействия. Условия, в которых формируются алмазы в мантии, широко варьируют (Taylor et all., 1995; Taylor, Milledge, 1995), что подтверждено различными экспериментальными данными, составляющих идейную основу представлений о дискретности процессов природного алмазообразования (Гаранин и др., 1989). Таким образом, экспериментально фиксируемое разное соотношение основных дефектов, является следствием различных мантийных "биографий" алмазных кристаллов, что находит выражение в известной физической классификации, основанной, по сути, на комбинаторном принципе анализа основных дефектов, активных в спектрах ИК- поглощения.

            Дополнительные азотные дефекты являются производными от основных дефектов. Так N3-дефект связывают с В-дефектами, H3-, S1- с А- дефектами, Н4- с В1-дефектами (Бокий и др., 1986). С одной стороны, неоднородность ичетъюских алмазов по дополнительным дефектам предопределена соотношениями исходных основных дефектов. С другой стороны, термодинамические условия образования и стабильности у дополнительных дефектов далеко не одинаковые. В согласии с представлениями о естественном отборе центров окраски (Пшибрам, 1959), различия в специализации алмазов Ичетъю по дополнительным фотовозбуждаемым азотным дефектам (являющихся одновременно и центрами окраски) следует связывать со степенью сохранности в протяженных во времени геологических процессах наиболее устойчивых их разновидностей при данных термодинамических параметрах. Условиям образования дополнительных азотных дефектов в алмазах отвечают процессы, происходящие в мантии, кимберлитообразование и россыпенакопление. Вывод об решающем эпигенном (посткимберлитовом) происхождении неоднородности алмазов Ичетъю сделан на основе дополнительных сведений о признаках древности (изношенность, зеленые и бурые пятна пигментации и др.), которые обычно характерны для самых древних осадочных алмазоносных формаций (Прокопчук, 1979).