Домішкові дефекти і генетичні особливості мікроалмазів Українського щита (за спектроскопічними даними) - Автореферат

До неї поряд з даними з морфології кристалів, ізотопії вуглецю та азоту, складу мінеральних включень і віку алмазів належать результати спектроскопічних досліджень, що надають відомості про вміст азоту, форми його входження в структуру і ступінь агрегації та склад деяких інших дефектних центрів, які дозволяють оцінити склад мінералоутворювального середовища та РТ-умови кристалізації і подальшу історію алмазу. Дисертаційна робота виконувалася в рамках відомчих тем: «Походження алмазів України і методики пошуків їх родовищ» (1997-2002 р.) РК0197U006727; «Мінерали верхньомантійних парагенезисів і перспективи корінної алмазоносності Українського шита» (2003-2007 р.) PK0103U000245; та наукової програми «Мінеральні ресурси України та їх видобування», за темою - «Оцінка перспектив корінної алмазоносності Українського щита за даними петрологічних, мінералогічних, геохімічних та геохронологічних досліджень земної кори та верхньої мантії» (розділ «Алмаз», 2004-2006 роки). Мета роботи - спектроскопічними методами вивчити склад і співвідношення азотних та інших дефектів в українських мікроалмазах та оцінити на основі одержаних даних можливі РТ-умови їх утворення і подальшого перебування в мантії, особливості складу материнських розплавів (флюїдів), можливий геолого-генетичний тип корінних джерел мікроалмазів на УЩ. Встановити спільні риси та відмінності між наборами дефектних центрів, їх концентрацією та співвідношеннями в мікроалмазах з різних геоблоків УЩ та мікроалмазах з кімберлітів та лампроїтів; Виконано порівняння отриманих даних з відповідними результатами спектроскопічних досліджень майже 300 мікроалмазів з кімберлітів та лампроїтів родовищ Росії і Австралії, а також (за даними інших авторів) алмазів з деяких кімберлітових родовищ Південної Африки і Бразилії, лампрофірів Канади та метаморфічних порід Казахстану, Норвегії та ін.Найважливішою домішкою в алмазі є азот, ізольовані атоми якого та їх агрегати, часто в комбінації з вакансіями вуглецю, утворюють цілий ряд різноманітних дефектів структури, що обумовлюють відповідні смуги поглинання в ІЧ-спектрах алмазу та проявляються в спектрах ФЛ. Основні азотні дефекти, активні в ІЧ-спектрах, це - центри А (пари атомів азоту в сусідніх ізоморфних позиціях), В1 (чотири атоми азоту у вузлах гратки, розташовані навколо вакансії вуглецю), С (одиночні атоми азоту в ізоморфних позиціях) та D (центр повязують з агрегованим азотом, хоча структура його не встановлена; самостійно в спектрах центр не спостерігається, вміст азоту в цій формі CH=CH2; СН2,СН3; С=О; ОН; NH; СО3; NO3, води, та інших додаткових дефектів. Алмази, що містять азот, належать до типу І, який, відповідно до присутності азотних центрів А, В1 та С поділяється на підтипи (надалі-типи) ІАА, ІАВ та Ib. Вільні від азоту алмази зараховують до типу ІІ (ІІА - алмаз з діелектричними властивостями, IIB - напівпровідниковий, переважно синтетичний алмаз). Під час кристалізації алмазу первісно азот входить у структуру лише у дисперсній формі і шляхом термодифузії внаслідок відповідних реакцій С - А N3 (центр проявляється в поглинанні в оптичному діапазоні та в ФЛ) та А А - В1 В2, які відбуваються за кінетичним законом другого порядку, ізольовані в алмазній матриці атоми поступово обєднується спочатку в азотні пари, а надалі утворюють і максимально агреговані центри В1.Вивчення ІЧ-спектрів мікроалмазів з різних за віком теригенних порід всіх геоблоків УЩ та їх порівняння з відповідними даними для мікроалмазів з чотирьох кімберлітових трубок Архангельської та Якутської алмазоносних провінцій Росії, австралійської лампроїтової трубки Аргайл і з даними для мікро-і макроалмазів деяких інших родовищ різного генезису (за літературними даними), дозволило зробити такі висновки: 1. Спектроскопічні та інші дані свідчать, що частина зразків із достатньо представницьких колекцій мікроалмазів з різних геоблоків УЩ близька за умовами утворення та подальшого зберігання в мантії до мантійних мікроалмазів з кімберлітів (лампроїтів). Одержані результати свідчать на користь існування майже на кожному з геоблоків УЩ кількох неповязаних між собою генетично різних корінних джерел алмазу, з різним складом мінералоутворювальних розплавів (флюїдів), певна частина яких була збагачена леткими компонентами, і відмінними РТ-умовами кристалізації та подальшого перебування алмазу в мантії. Здобувачем за даними ІЧ-спектрів досліджено склад та співвідношення дефектних центрів в мікроалмазах з Самотканського і Зеленоярського розсипів, з білокоровицьких кластогенних відкладів на півночі УЩ та з кімберлітів Якутії. Здобувачем вивчені ІЧ-спектри трьох колекцій мікроалмазів з кластогенних відкладів України, визначено основний склад та співвідношення дефектних центрів в зразках з різних регіонів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Вивчення ІЧ-спектрів мікроалмазів з різних за віком теригенних порід всіх геоблоків УЩ та їх порівняння з відповідними даними для мікроалмазів з чотирьох кімберлітових трубок Архангельської та Якутської алмазоносних провінцій Росії, австралійської лампроїтової трубки Аргайл і з даними для мікро- і макроалмазів деяких інших родовищ різного генезису (за літературними даними), дозволило зробити такі висновки: 1. Спектроскопічні та інші дані свідчать, що частина зразків із достатньо представницьких колекцій мікроалмазів з різних геоблоків УЩ близька за умовами утворення та подальшого зберігання в мантії до мантійних мікроалмазів з кімберлітів (лампроїтів). Окремі з них з Волинського геоблоку та центру УЩ, можливо, мають астеносферне або нижньо-мантійне походження.

2. Значна варіабельність вмісту азоту та інших домішкових центрів, надзвичайно різноманітні співвідношення азотних центрів в мікрокристалах з розсипів Самоткань, Зелений Яр в центрі УЩ та з південного заходу УЩ є результатом суттєвих відмінностей в складі мінералоутворювального середовища, температури та / або часу їхнього перебування в мантії й різної післякристалізаційної історії мікроалмазів, знайдених в кожному з цих проявів. Температурний діапазон від 1260 до 800? С, в якому могли сформуватись зразки, наприклад, з розсипу Самоткань, не є характерним для родовищ алмазу будь-якого з відомих генетичних типів. Частина мікроалмазів, насамперед з Дністровсько-Бузького та центральних геоблоків УЩ, багатих на неагрегований азот, воду, карбонатні, вуглеводневі й деякі інші дефекти, подібні до мікроалмазів з лампрофірів канадської дайки Аклуїлак або з метаморфічних порід Казахстану, Німеччини та Норвегії. Деяка частина мікроалмазів, що містять азот, так само як і безазотних, за своїми характеристиками може походити як з кімберлітів, так і з порід, подібних, наприклад, до вапнисто-лужних лампрофірів області Вава (Канада).

3. Одержані результати свідчать на користь існування майже на кожному з геоблоків УЩ кількох неповязаних між собою генетично різних корінних джерел алмазу, з різним складом мінералоутворювальних розплавів (флюїдів), певна частина яких була збагачена леткими компонентами, і відмінними РТ-умовами кристалізації та подальшого перебування алмазу в мантії.

ОСНОВНІ РОБОТИ АВТОРА ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Ільченко К. О. Дефектні центри дрібних алмазів України (за даними інфрачервоної спектроскопії) / К. О. Ільченко, В. М. Квасниця, М. М. Таран [та ін.] // Минер. журн. - 2003. - T. 25, №5/6. - С.108-120. Здобувачем за даними ІЧ-спектрів досліджено склад та співвідношення дефектних центрів в мікроалмазах з Самотканського і Зеленоярського розсипів, з білокоровицьких кластогенних відкладів на півночі УЩ та з кімберлітів Якутії.

2. Ільченко К. О. Деякі особливості інфрачервоних спектрів мікрокристалів алмазу з кластогенних відкладів України. / К. О. Ільченко, В. М. Квасниця, М. М. Таран [та ін.] // Стан, перспективи та напрямки геологорозвідувальних робіт на алмази в Україні. Матеріали науково-технічної наради (Київ, 19 - 22 травня 2003 р.) - Київ, 2003. - С. 167-173. Здобувачем вивчені ІЧ-спектри трьох колекцій мікроалмазів з кластогенних відкладів України, визначено основний склад та співвідношення дефектних центрів в зразках з різних регіонів.

3. Ільченко К.О. Порівняльна характеристика особливостей алмазів з осадових відкладів Українського щита за даними ІЧ-спектроскопії та фотолюмінесценції. / К. О. Ільченко, Т. М. Лупашко, А. М. Таращан [та ін.] // Там же. - С. 163-167. Здобувачем досліджено основні характеристики смуг поглинання в ІЧ-спектрах українських мікроалмазів та визначено склад основних дефектних центрів, з якими вони повязані.

4. Ільченко К. О. Мікроалмази із кімберлітів і розсипні алмази України: їх особливості за даними інфрачервоної спектроскопії / К. О. Ільченко, В. М. Квасниця, М. М. Таран // Записки Укр. мінерал. тов. - 2007. - Т. 4. - С. 13-37. Здобувачем вивчено ІЧ-спектри колекцій мікроалмазів з кімберлітових трубок Архангельської та Якутської провінцій Росії та з розсипів України і виконано порівняльний аналіз складу, вмісту та співвідношення дефектних центрів в них.

5. Лупашко Т. М., Зіставлення даних фотолюмінісценції та ІЧ-поглинання дрібних алмазів України / Т. М. Лупашко, А. М. Таращан, К. О. Ільченко [та ін.] // Мінерал. журн. - 2003. - Т. 25, №5/6. - С. 121-129. Здобувачем виконано дослідження ІЧ-спектрів дрібних алмазів з півночі та центральних блоків УЩ і проаналізовано склад дефектних центрів в них.

6. Квасниця В. М. Нові дані про українські алмази / В. М. Квасниця, М. М. Таран, З. Вірт, М. Віденбек, Р. Томас, К. О. Ільченко, Т. М. Лупашко // Мінерал. журн. - 2005. - Т. 28, №4. - С. 47-58. В статті представлені одержані здобувачем дані з ІЧ-спектроскопії українських алмазів.

7. Лупашко Т. М. Спектроскопічні властивості імпактних алмазів / Т. М. Лупашко, К. О. Ільченко, Ю. О. Полканов [та ін.] // Записки Укр. мінерал. тов. - 2006. - Т. 3. - С. 81-87. Здобувачем виконано порівняння спектроскопічних властивостей імпактних алмазів з ореолів Попігайського (Якутія, Росія) та Білилівського (Україна) кратерів і з розсипу Самоткань (Україна).

8. Лупашко Т. Н. Азотсодержащие импактные алмазы из Попигайского кратера / Т. Н. Лупашко, Ю. О. Полканов, А. М.Таращан, В. С. Мельников, К. О. Ільченко [та ін.] // Алмазы и благородные металлы Тимано-Уральского региона. Материалы Всероссийского совещания. Сыктывкар, Республика Коми. - 14 - 17 ноября 2006 г. - С. 88-89. Здобувачем виконано ІЧ-спектроскопічне дослідження імпактних алмазів.

9. Taran M. N. Infrared spectroscopy study of nitrogen centers in microdiamonds from Ukrainian Neogene placers / M. N. Taran, V. M. Kvasnytsya, K. Langer, K. O. Ilchenko // Eur. J. Mineral. - 2006. -V. 18, N1. - Р. 71-81. Здобувачем досліджені ІЧ-спектри мікроалмазів з різних їх проявів на УЩ та з кімберлітової трубки Удачная (Якутія, Росія).

Размещено на .ru