Откуда берутся алмазы? Российские физики нашли ответ

Алмаз обладает высочайшей среди всех минералов твердостью. Возраст камней колеблется от 100 млн до 2,5 млрд лет, а промышленные месторождения существуют на всех континентах, кроме Антарктиды. Но только к концу XIX века, когда алмазоносные кимберлитовые трубки были открыты впервые, стало ясно, что камни не образуются в речных отложениях. До сих пор об их происхождении не было никаких точных научных данных. Однако недавно российские физики решили этот вопрос.

Ученые придерживались разных гипотез происхождения алмазов — большинство склонялось к магматической и мантийной. Теории гласят, что под большим давлением и на большой глубине (примерно 200 км) атомы углерода формируют кубическую кристаллическую решетку — алмаз. Камни выносятся на поверхность вулканической магмой во время формирования так называемых «трубок взрыва».

Для того, чтобы кристалл сформировался, необходим катализатор. Искусственные алмазы изготавливают, помещая углерод в расплавы металлов (железа, никеля, кобальта или марганца). Поэтому ранее считалось, что образованию природных камней способствуют те же металлы. Однако, как оказалось, большинство найденных алмазов их не содержат. Скорее, в их состав входят алюмосиликаты, карбонаты и хлориды.

Антон Шацкий из ГЕОХИ РАН и его коллеги провели эксперименты при давлении около 6 гигапаскалей и выяснили детали этого процесса:

«Мы пришли к заключению, что кристаллизация большинства природных алмазов происходила из расплавов, материалом которых являлись континентальные осадки, карбонаты и соли морской воды, попавшие на мантийные глубины в результате субдукции океанических плит», — заявил Шацкий.

Таким образом, соляные расплавы могли образовываться в то время, как железо восстанавливало другие расплавы — хлорсодержащие карбонатные. В результате из карбоната выделялся свободный углерод, и именно так кристаллизовался алмаз.

Первый драгоценный камень нашел Павел Попов, промывая золото в шлиховом лотке. Это случилось 5 июля 1829 года на Урале в Пермской губернии. За полукаратный кристалл Павел получил вольную. Сегодня место находки зовется Алмазным ключиком.

Поиск камней в России велся почти полтора века, но только в середине 1950-х годов были открыты богатейшие коренные месторождения в Якутии. 21 августа 1954 года геолог Лариса Попугаева обнаружила первую кимберлитовую трубку за пределами Южной Африки. Подобные открытия послужили началом промышленной добычи драгоценностей на территории СССР.

В 2012 году ученые рассекретили сведения об уникальном Попигайском месторождении, расположенном на границе Красноярского края и Якутии. Локация содержит триллионы карат. По словам ученых, эти алмазы особенно ценны, поскольку являются импактитами, то есть были образованы в результате падения метеорита. Они в два раза тверже синтетических и природных камней, а также имеют большие размеры зерен. Эксперты утверждают, что ресурсов Попигайского месторождения хватит всему миру на 3000 лет.

В 2019 году в Якутии нашли алмаз-«матрешку», внутри которого свободно перемещается еще один камень. Обоим может быть больше 800 млн лет. Специалисты полагают, что сначала появился внутренний алмаз, а внешний образовался во время последующих стадий роста.

На данный момент большая доля добываемых в России алмазов приходится на якутские горнообрабатывающие комбинаты. Кроме того, крупные месторождения находятся на территории Красновишерского района Пермского края и в Архангельской области. Самые качественные в России камни добываются в Уральской алмазоносной провинции.

━━━━━

Анастасия Дегтярева