Defect and admixture composition of diamond crystals with growth pyramids <100> from placers of the Krasnovishersky district, the Urals

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

На большинстве коренных месторождениях алмаза отмечается менее 1 % кристаллов алмаза кубического габитуса. На некоторых месторождениях Канады (Gurney et al., 2004) и Ботсваны (Schrauder, Navon, 1994) доля кубоидов может достигать 20 %, но большинство из них серые или черные. Высокая доля кубоидов характерна для месторождений Архангельской области (Kriulina et al., 2012; 2019). В россыпных месторождениях с неустановленным типом коренного источника — на Урале, в Анабаро-Оленекском междуречье, на Калимантане, Сьерра-Леоне — доля кубоидов ювелирного качества может доходить до 10 % (Россыпи.., 2007; Smith et al., 2009; Васильев и др., 2018б; Smit et al., 2018). Преобладание додекаэдроидов и широкий диапазон концентраций азотных дефектов являются характерными особенностями таких месторождений (Кухаренко, 1955; Васильев и др., 2013; Nefedov, Klepikov, 2018). Кристаллы кубического габитуса могут обладать «волокнистым» или «кубоидным» внутренним строением. «Волокнистые» кристаллы состоят из незначительно разориентированных блоков, расходящихся от центра кристалла. Как правило, в таких кристаллах наблюдаются цепочки микровключений в направлении <111> (Lang, 1974; Ragozin et al., 2017). «Кубоидный» рост проявляется в виде криволинейной зональности в направлении <100>. В одном и том же кристалле может наблюдаться чередование «волокнистых» и «кубоидных» зон (Howell et al., 2012).

Отдельный интерес представляют желтые кубоиды II разновидности по минералогической классификации Ю. Л. Орлова (1973). Такие кристаллы обладают редким набором низкотемпературных центров в ИК-поглощении и фотолюминесценции (Зудина и др., 2013; Титков и др., 2015; Zedgenizov et al., 2016). Часто они имеют фантазийную окраску и, соответственно, повышенную стоимость. Наличие таких кристаллов отличает россыпные месторождения с неустановленным типом коренного источника от известных коренных месторождений.

При изучении коллекции округлых алмазов из современных аллювиальных россыпей Красновишерского района (Васильев и др., 2018б) авторами было отмечено 12 % кристаллов (кубоидов, тетрагексаэдроидов и додекаэдроидов) с четырехугольными углублениями на поверхности. Эта особенность рельефа чаще всего приурочена к пирамидам роста <100>, что позволяет выделить кристаллы исходно кубического габитуса или смешанного роста (mixed-habit growth) среди сильно растворенных додекаэдроидов. Кубические кристаллы содержат много слабо изученных систем фотолюминесценции (ФЛ) и имеют сложное внутреннее строение. Набор и распределение в объеме кристаллов центров ФЛ, концентрации активных в ИК-поглощении дефектов являются важным типоморфным признаком (Хачатрян, 2009). С этой позиции алмазы Урала, а особенно алмазы кубического габитуса, изучены фрагментарно и недостаточно. В задачу данного исследования входил анализ внутреннего строения и дефектно-примесного состава кристаллов с пирамидами роста <100> из россыпей Красновишерского района.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБРАЗЦЫ

Для изучения особенностей внутреннего строения 21 кристалла алмаза массой 0.10—1.39 карат из современных аллювиальных отложений Красновишерского района Урала (коллекция ВСЕГЕИ) были изготовлены плоскопараллельные полированные пластины толщиной 0.45—0.8 мм. Пластины в ориентации <100> изготавливались путем лазерной распиловки таким образом, чтобы они проходили центры кристаллов. Далее пластины подвергались полировке на алмазных кругах при помощи алмазного порошка с размером частиц 4—6 мкм. Методика визуализации внутреннего строения и проведения спектроскопических исследований описана ранее (Васильев и др., 2018а, б). По площади пластин проводили локальные измерения концентрации азота в форме дефектов А (N_A) и В1 (N_B1), общей концентрации (N_tot), определяли коэффициент поглощения и положение максимума полосы В2 (α_B2, υ_В2), коэффициент поглощения полосы 3107 см^–1 (α₃₁₀₇), соответствующей дефекту V₃NH (Goss et al., 2014), коэффициент поглощения дефектов С (α_С).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ: ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ, ИК-СПЕКТРОСКОПИЯ И ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ

Выборка изученных кристаллов разделяется на несколько групп, принципиально отличающихся по ростовым и спектроскопическим особенностям.

1. Кубоиды IIразновидности по классификации Ю. Л. Орлова (10 шт.).
2. Кубоиды с прозрачным ядром и внешней зоной, насыщенной включениями (3 шт.).
3. Кристаллы с совместным ростом пирамид <100> и <111> (6 шт.).
4. Кристаллы с последовательной сменой механизма роста (2 шт.).
5. Кубоиды IIразновидности Ю. Л. Орлова. В группу объеденены кубоиды с незначительным растворением ребер (рис. 1) и некоторые додекаэдроиды. Эти додекаэдроиды вследствие сильного растворения полностью утратили исходную форму, но сохранили специфические спектроскопические особенности. Сложная форма таких кристаллов может объясняться струйным характером растворения (Шафрановский, 2001) или растворением обломка кристалла. В анатомии некоторых кристаллов отмечается волнистая зональность пирамид <100>. Это кристаллы типа IaA + Ib, N_tot = 20—300 ppm. В спектрах ФЛ таких кристаллов регистрируются системы S1, S3, 635.1 и 636.8 нм (Зудина и др., 2013). Эти кристаллы аналогичны кубоидам Анабаро-Оленекского междуречья (Zedgenizov et al., 2016). По соотношению азотных дефектов такие алмазы относятся к низкотемпературным.

 

Рис. 1. Кубоиды I группы 600-66 (а—г) и 601-66 (д—з). а, д — общий вид кристаллов. Изображение полированных пластин: б, е — фотолюминесценция при возбуждении 365 нм; в, ж — катодолюминесценция; г, з — проходящий свет.

 

Общей особенностью этой группы исследованных кристаллов является присутствие в спектрах ФЛ сложной широкой полосы с фононными повторениями и максимумом около 700 нм, центра 635.1 нм и центра 636.8 нм. Локализуются эти системы в центральных областях кристаллов (рис. 1), на периферии не регистрируются. При возбуждении 785 нм регистрируются линии 800, 820, 840, 869 нм и дублет 883.5/885 нм низкотемпературного Ni-содержащего центра (Zaitsev, 2001) (табл. 1). Центр кристалла обладает желтой ФЛ и желтой окраской, обусловленной С-центрами. К периферии он сменяется не люминесцирующей зоной и далее зоной с голубой ФЛ системы N3. На катодолюминесцентных (КЛ) снимках кристаллов 600-66 и 601-66 видно (рис. 1, в, ж), что нелюминесцирующая зона имеет неравномерные, сильно криволинейные границы и с нескольких сторон выходит на поверхность по направлению пирамиды <111>. Такая криволинейная граница имеет, по-видимому, диффузионную природу так как пересекает ростовую зональность. Также в некоторых кристаллах отмечается очень тонкая приповерхностная октаэдрическая зональность по направлению <100>.

 

Таблица 1

Спектроскопические особенности исследованных кристаллов по зонам

Spectroscopic peculiarities of studied crystals in different their growth zones

Номер кристалла	Пирамиды роста/зона	Ntot, ppm	NB1, %	αВ2, см–1	α3107, см–1	С	Особенности ФЛ, возбуждение 350, 488 нм	Особенности ФЛ, возбуждение 785 нм
126-76	<100>/центр	40	0	0.2	0.5	+	H3, S1, 531.5, 538.7, 540.5, 572.5, 575, 576.7, 581.5, 586.7, 591.8, 595.5, 635.1+636.8, 700 ш,* 672.5, 681.5, 790.5	800, 820.5, 823, 840, 843, 847, 860, 869, 883.5/885, 890, 912
	<111>/периферия	404	0	1.7	0	—	H3	—
223-76	<100>	52	0	0	2	—	H3, 586.1, 612.5, 700 ш, 681.3	820.5, 840, 843, 847, 860, 869, 883.5/885, 890, 904, 920, 926
601-66	<100> /центр	237	0	0.1	5.7	+	Н3, 575, 590, 612.5, 636.8, 700 ш, 926	820.5, 840, 883.5/885
	<111>/периферия	39	0	0	0.2	—	N3, H3	—
600-66	<100> /центр	100	0	0.1	3.2	+	H3, 636.8, 635.1, 700 ш	800, 820.5, 840, 847, 860, 869, 883.5/885, 890, 912, 955, 986 (Н2)
	Периферия	144	0	0	0.2	—	N3, H3	—
158-76	<100>	105	0	0.1	1.7	—	H3, S1, 531.5, 538.7, 540.5, 572.5, 575, 576.7, 581.5, 586.7, 591.8, 595.5, 635.1+636.8, 700 ш, 672.5, 682, 790.5	800, 820.5, 840, 843, 847, 860, 869, 883.5/885, 890, 912
605-66	<100>	81	0	0.1	2.3	—	N3, H3, S1, 575, 612.5, 635.1, 700 ш, 682	800, 820.5, 840, 843, 847, 860, 869, 883.5/885, 890, 912
610-66	<100>/центр	20	0	0.2	0.6	+	524, 533.5, 542.5, 574.5, 577.1, 578.7, 583.5, 588.7, 593.8, 597.5, 635.1+636.8, 700 ш, 674.5, 683.5, 793	800, 820.5, 840, 843, 847, 860, 869, 880, 883.5/885, 890, 912, 930, 955, 964
	<111>/периферия	60	0	0	0.8	—	N3, H3	—
685-66	Центр	235	0	0	3	—	N3, H3, S, 738, 926, 986 (Н2)	926, 986 (Н2)
	Периферия	230	0	0	2.8	—	—	—
602-66	Центр	396	0	0	5.2	—	N3, H3, S2	926
	Периферия	125	0	0	0.6	—	N3, H3, S2	—
29-76	<111>/центр	780	0	0.5	1.5	—
	<100>/центр	740	0	0	12.7	—	H3, S, 603, 667, 693.7, 700.3, 787, 926	926
	<111>/периферия	454	0	0	4.9	—	H3
123-76	<111>/центр	1485	66	34.4	5.4	—	N3, S1, 700.3, 787, 912, 933	933
	<100>/центр	1363	67	22.1	34.5	—	N3, S1, S2?, S3, 603, 640+643, 700.3, 787
	<111>/периферия	860	67	20.4	1.1	—
615-66	<111>/центр	520	<5	2	0	—	N3,H3, S?	926, 948
	<100>/центр	260	0	0	4.4	—	H3, 603, 637+640, 667, 693.7, 700.3, 787, 926, 948
612-66	<100>/центр	1355	20	4.7	25.6	—	603, 640, 700.3, 787, 926, 948	926, 948
	Промежуточная	958	15	3.2	12.5	—	N3, H3, 603, 612.5, 637, 662, 680, 693.7, 700.3, 741, 926, 948
	<111>/периферия	545	0.9	0	0.1	—	N3, H3
122-76	<111>/центр	878	50	17.7	1.4	—	912, 933	933
	<100>/промежуточная	860	48	8.6	12.9	—	603, 640+643, 700.3, 787, 926	926
	<111>/периферия	594	43	6.4	4.8	—	H3, GR1, 552, 587, 636, 662

Примечание. * Широкая полоса с максимумом около 700 нм. Полужирным выделены очень интенсивные системы.

 

По сечению кристаллов 600-66 и 601-66 N_tot, α_С, α₃₁₀₇ уменьшаются от центра к периферии, но в кристалле 600-66 в самой приповерхностной части эти параметры опять возрастают (табл. 1). В кристаллах 126-76, 610-66 толщина октаэдрической зоны больше, чем в других образцах (рис. 2). Спектроскопические особенности двух принципиально разных зон в этих кристаллах проявлены очень контрастно. В кристалле 126-76 поздняя октаэдрическая зона имеет N_tot на порядок больше, чем преобладающая внутренняя кубическая зона кристалла (40 и 400 ppm соответственно), а также в октаэдрической зоне регистрируется В2-дефект (рис. 3, а). Характерная широкая полоса ФЛ с максимумом около 700 нм системы 635.1 и 636.8 нм присутствует только в кубической зоне кристалла, тогда как октаэдрической зональности соответствует интенсивная система Н3 (рис. 3, б). Оба этих кристалла обладают сложной морфологией и по всей видимости являются растворенными обломками. Образец 126-76 имеет массу 1.39 карат, целый кристалл, вероятно, был значительно больше.

 

Рис. 2. Изображение сильно растворенного обломка кубоида I группы 126-76; а — общий вид; б, в — BSE изображение фрагмента поверхности с четырехугольными углублениями; г—е — изображение в фотолюминесценции при возбуждении 405 нм; ж—и — изображение в катодолюминесценции (1 — кубическая зона, 2 — октаэдрическая зона); г, ж — полированная пластина, остальные — естественная поверхность.

 

Рис. 3. Спектры кристалла 126-76 по зонам (1 — однородная кубическая зона, 2 — октаэдрическая зона): а — ИК-поглощение; б — фотолюминесценция с возбуждением 488 нм; в — фотолюминесценция с возбуждением 785 нм, 77 K.

 

В пяти кристаллах отмечены центры 575 и 636.8 нм. В трех образцах (126-76, 610-66, 158-76) выявлено присутствие обеих систем 635.1 и 636.8 нм — эти кристаллы наиболее прозрачные, в них нет зон, насыщенных микровключениями. В двух кристаллах отмечена только система 635.1 нм и в двух — только 636.8 нм. Широкая полоса с максимумом около 700 нм и набор полос при возбуждении лазером 785 нм: 800, 820.5, 823, 840, 843, 847, 860, 869, 883.5/885, 890, 912 нм присутствуют во всех кристаллах этой группы (рис. 3, в; табл. 1). Уникальной особенностью алмазов I группы является «обратная» зональность: в центре кристаллов регистрируются низкотемпературные дефекты С, а в приповерхностной области — высокотемпературные N3. Природа такой зональности будет предметом дальнейших исследований.

2. Кубоиды с прозрачным ядром и внешней зоной, насыщенной включениями. Это кристаллы типа IaA, N_tot= 200—500 ppm. Прозрачные ядра кристаллов соответствуют совместному росту пирамид <100> и <111> или только <111>, а составляющая большую часть кристалла зона с включениями соответствует росту пирамид <100> (рис. 4). Желтая ФЛ в этих кристаллах обусловлена только S1-системой люминесценции. На спектрах ФЛ выражены системы N3, Н3 и присутствует слабый пик 926 нм.
3.  

Рис. 4. Кубоиды второй группы 685-66 и 602-66: а, е — общий вид. Изображение пластин: б, ж — проходящий свет; в, з — катодолюминесценция; г, и — фотолюминесценция при возбуждении 405 нм; д, и — распределение интенсивности системы N3 при возбуждении 405 нм, через светофильтры краевой 450 нм и синий SS4.

 

Кристаллы либо однородны по распределению азотных дефектов, либо близки по распределению к первой группе. Так, в кристалле 602-66 (рис. 4, е) наблюдается равномерное снижение N_tot и α₃₁₀₇ от центра к периферии (табл. 1). Отличием от первой группы является однородное распределение интенсивности системы N3 по объему, желтая ФЛ соответствует зонам, насыщенным микровключениями, характерные для первой группы полосы ФЛ не регистрируются. В зонах с микровключениями на спектрах ИК поглощения регистрируются полосы карбонатов.

3. Кристаллы с совместным ростом пирамид <100> и <111>. На поверхности этих кристаллов часто отмечается сонахождение четырехугольных и треугольных фигур травления, их особенностью является совместный рост пирамид <111> и <100> (рис. 5). N_tot= 600—1500 ppm, N_B1 = 0—70 % (рис. 6), высокий α₃₁₀₇, множество микровключений в секторах куба. Полоса люминесценции 933 нм наблюдается в пирамидах роста граней октаэдра, полосы 787, 926, 700.3 нм локализуются в пирамидах куба (Васильев и др., 2018а).
4.  

Рис. 5. Кристаллы III группы с совместным ростом пирамид <100> и <111>. Oбщий вид: а — 123-76; б — 29-76; в — 615-66. Пластины: г—е — катодолюминесценция; ж—и — фотолюминесценция при возбуждении 365 нм (и) и 405 нм (ж, з) через краевой светофильтр 450 нм. В рамке приведен фрагмент с областями локально уменьшенной интенсивности катодолюминесценции, в центре которых находятся розетковидные включения.

 

Рис. 6. Спектры ИК-поглощения кристаллов с совместным ростом пирамид <100> и <111>: 1 — 123-76; 2 — 29-76; 3 — 615-66.

 

В пирамидах <100> кристалла 615-66 локализуются розетковидные включения размером до 5 мкм. На КЛ-изображении (рис. 5, е) видно, что эти включения находятся в центре областей диаметром 10—20 мкм с пониженной интенсивностью КЛ. Также в этом кристалле N_tot в секторах куба в 2 раза меньше, чем в октаэдрических секторах.

Интересной особенностью кристаллов этой группы является их совершенно разная термическая история. В кристалле 29-76 содержатся только А-дефекты и практически отсутствуют В2-дефекты (α_B2 = 0.5 см^–1), тогда как в кристалле 123-76 N_B1 достигает 70 %, α_B2 в секторе октаэдра доходит до 35 см^–1. Во всех кристаллах N_tot в секторе <100> выше, чем в синхронном секторе <111> (табл. 1).

4. Кристаллы с последовательной сменой механизма роста.В таких кристаллах наблюдается как минимум 2 последовательные стадии роста по разному механизму. Например, в ядре кристалла видна только октаэдрическая зональность, а затем появляется концентрическая зональность пирамид <100> (рис. 7, б). Или наоборот, центральную часть представляет куб, а затем развит октаэдр (рис. 7, д). Морфология кристалла может меняться в зависимости от преобладания той или иной пирамиды на последнем этапе роста. Могут встречаться как октаэдроиды, так тетрагексаэдроиды и кубоиды. По спектроскопическим особенностям данные кристаллы в целом аналогичны предыдущей группе. В ФЛ полоса 933 нм наблюдается в пирамидах октаэдра, полосы 787, 926, 700.3 нм в пирамидах куба (Васильев и др., 2018а).
5.  

Рис. 7. Кристаллы IV группы с последовательной сменой механизма роста. Oбщий вид: а — 122-76, г — 612-66. Пластины: б, д — катодолюминесценция; в, е — фотолюминесценция при возбуждении 405 нм через краевой светофильтр 450 нм.

 

В кристалле 612-66 (рис. 7, г) максимальные N_tot и N_B1 отмечены в центральной кубической части, к периферии отмечается их уменьшение, резкое падение N_tot в периферийной октаэдрической зоне. В этом кристалле помимо последовательной смены от кубоидного к октаэдрическому огранению, наблюдается широкая переходная зона с чередованием растворения и регенерации кубоидной части, а также зарождения и растворения октаэдрических ступеней с переходом к октаэдрическому огранению. Это чередование отчетливо проявляется в вариациях α_В2 и α₃₁₀₇. Октаэдрические зоны характеризуются высокими значениями α_В2 и низкими α₃₁₀₇, тогда как кубические наоборот. Оба параметра минимальны в периферийной октаэдрической зоне (табл. 1). В спектрах ФЛ центральной зоны этого кристалла выявляются полосы 603, 637+640, 700.3, 787, 926, 948 нм, в промежуточной зоне появляются системы N3, H3, линии 612.5, 662, 680, 693.7 нм. В спектрах внешней зоны выявляются только системы N3 и H3.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Проведенные исследования показали, что в россыпях Красновишерского района Урала встречаются несколько групп кристаллов с пирамидами роста <100>, охватывающих практически все природное многообразие кристаллов алмаза кубического габитуса. Осложнением диагностики кубоидов является сильное растворение подавляющего большинства кристаллов. Среди всех групп встречаются образцы с внешней зоной, в которой по общему направлению роста граней куба формируются регенерационные ступени граней октаэдра. Октаэдрические ступени начинают расти на уже сформировавшемся кубическом кристалле. Скорость такого тангенциального регенерационного роста намного выше, чем скорость роста, лимитируемая двумерным зародышеобразованием. Участки с рельефом полицентрического регенерационного роста в направлении <100> являются индикатором сложного внутреннего строения кристалла.

Исследованные кристаллы разделены на 4 группы, исходя из ростовых и спектроскопических особенностей. Первые 2 группы можно отнести к низкотемпературным кубоидам, которые недолго пребывали в мантийных условиях. Они отличаются между собой наличием и распределением систем ФЛ при возбуждении 488 и 785 нм. Другие две группы — это более сложные по внутреннему строению и термической истории кристаллы, более высокотемпературные и полистадийные (табл. 2).

 

Таблица 2

Общие особенности выделенных групп кристаллов с пирамидами <100>

Common peculiarities of crystals belonging to four different groups but with pyramids <100>

Группа	Внутреннее строение	ИК-спектроскопия	ФЛ-системы
1. Кубоиды, II разновидности по Ю. Л. Орлову.	<100>. Тонкая внешняя зона <111>	Ntot = 20—300 ppm, С-центр. Во внешней зоне <111> Ntot на порядок выше	575, 635.1, 636.8, 700 ш, 800, 820, 840, 860, 869, 882.5 нм и др. Внешняя зона <111>: N3, H3
2. Кубоиды с прозрачным ядром и внешней зоной с включениями	<100> + <111> или только <111>, а зона с включениями — <100>	Кристаллы типа IaA, Ntot = 200—500 ppm. Преимущественно однородны	N3, H3, S1, S2, S3, 926
3. Кристаллы с совместным ростом пирамид <100> и <111>	<100>+<111>. Тонкая внешняя зона <111>	Ntot = 600—1500 ppm, NB1 = 0—70 %, α3107 до 35 см–1. Во внешней зоне <111>, Ntot на порядок ниже	N3, H3, S1, S2, S3. 933 нм в пирамидах <111>; 787, 926, 700.3 нм в пирамидах <100>
4. Кристаллы с последовательной сменой механизма роста	<100>→<111>→<100>→ <111>. Этапы растворения и регенерации. Тонкая внешняя зона <111>	Ntot = 500—1400 ppm, NB1 = 20—50 %, α3107 до 26 см–1. Контрастная зональность	N3, H3, S1, S2, S3. 933 нм в пирамидах <111>; 787, 926, 700.3 нм в пирамидах <100>

 

Низкотемпературным кубоидам с С-центрами соответствует желтая ФЛ с системами 575, 635.1, 636.8, широкой полосой с максимумом около 700 нм. Аналогичная люминесценция характерна для кубоидов II разновидности из россыпей Анабаро-Оленекского междуречья (Зудина и др., 2013; Zedgenizov et al., 2016). Широкая полоса с максимумом около 700 нм была описана в алмазах с желтой люминесценцией (Collins, Mohammed, 1982). В спектрах ФЛ таких кубоидов при возбуждении 785 нм регистрируются интенсивные линии 800, 820.5, 840, 860, 869 нм и дублет 883.5/885 низкотемпературного Ni-содержащего центра (табл. 1). Переход к росту по тангенциальному механизму сопровождается появлением систем N3, H3 и исчезновением систем 575, 635.1, 636.8 нм и широкой полосы при 700 нм. Вторая группа кубов отличается более высокими значениями N_tot, отсутствием С-центра, систем 575, 635.1, 636.8, широкой полосы при 700 нм. Вероятно, это более высокотемпературная группа. В спектрах ФЛ кристаллов с совместным и последовательным ростом пирамид <100> и <111> полоса 933 нм наблюдается в пирамидах <111>, полосы 787, 926, 700.3 нм в пирамидах <100>. Иногда в пирамидах <100> присутствует слабый пик 637 нм.

Внешние октаэдрические регенерационные зоны в кубоидах II разновидности обладают в несколько раз большими значениями N_tot, чем кубическая зона этих же кристаллов. И наоборот, внешняя октаэдрическая зона регенерационного роста в кристаллах с совместным и последовательным ростом пирамид <100> и <111> обладает в несколько раз меньшими значениями N_tot, чем остальной объем. Кристаллы I группы обладают неоднородным распределением голубого свечения системы N3 — оно выделяется только во внешней части кристаллов, тогда как в остальных трех группах голубая люминесценция отмечается по всему сечению.

Сравнение исследованных кристаллов с алмазами ближайших известных коренных Архангельских месторождений (Kriulina et al., 2012; 2019) привело к следующим выводам:

а) и в архангельских и в уральских источниках встречаются кубоиды II разновидности, кристаллы с совместным и последовательным ростом пирамид <100> и <111>. Как в архангельских, так и в уральских источниках встречаются растворенные кубоиды и тетрагексаэдроиды, но в уральских степень растворения намного выше;

б) в спектрах ИК-поглощения архангельских кристаллов с пирамидами <100> регистрируются полосы (Kriulina et al., 2019), не обнаруженные в спектрах поглощения уральских алмазов. Во всех уральских кристаллах II разновидности выявлена люминесценция 883/885 низкотемпературного Ni-содержащего центра, в кристаллах архангельских месторождений этот центр фиксируется намного реже;

в) среди кристаллов с пирамидами <100> архангельских месторождений большинство кристаллов не имеет зоны октаэдрического регенерационного роста. В этих месторождениях много скелетных кубоидов, не отмеченных нами среди уральских алмазов. В уральских кристаллах стадию скелетного куба можно отметить только во внутреннем строении, эта стадия всегда сменяется регенерационным октаэдрическим ростом.

Таким образом, среди кристаллов с пирамидами роста <100> есть весь набор по степени трансформации азотных дефектов: с одиночными С-центрами, с А-центрами, и кристаллы с высокой концентрацией азота и долей дефектов В1 до 70 %. Исходя из этих результатов, можно предположить, что часть кубических кристаллов образовывалась на первых стадиях алмазообразования с последующим регенерационным переогранением в октаэдр, как показано В. В. Бескровановым (1992). Часть кристаллов представляет традиционные низкотемпературные кубоиды с карбонатными включениями, соответствующие последним стадиям алмазообразования. На всех этапах образовывались крупные кристаллы ювелирного качества.

ВЫВОДЫ

В аллювиальных россыпях Красновишерского района Урала по внутреннему строению и спектроскопическим особенностям выявлено 4 группы кристаллов с пирамидами роста <100>. Группа 1 включает зональные кубоиды с С-дефектами, аналогичные «янтарным» кристаллам Анабаро-Оленекского междуречья, россыпей Калимантана и россыпей Зимми (Сьерра-Леоне). Во всех кристаллах этой группы выявлена интенсивная ФЛ в ближнем ИК-диапазоне с максимумами при 800, 820.5, 840, 860, 869 нм и дублетом низкотемпературного Ni-содержащего центра 883.5/885 нм. Группа 2 включает кубоиды с прозрачным ядром и насыщенной включениями внешней зоной. Прозрачные ядра кристаллов этой группы соответствуют совместному росту пирамид <100> и <111> или только <111>, а составляющая бо́льшую часть кристалла зона с включениями сформирована пирамидами <100>. Группа 3 состоит из кристаллов с совместным ростом пирамид <100> и <111>. Эти индивиды обладают различной термической историей, высокой концентрацией азота. Аналогичная группа кристаллов выделена и исследована в россыпях Маранге, Ботсвана (Smit et al., 2016). Группа 4 включает кристаллы с последовательным ростом пирамид <100> и <111>. Во всех исследованных кристаллах последней стадией роста было регенерационное формирование ступеней граней {111}.

Исследованные кристаллы с пирамидами <100> — достаточно редкие, однако они обнаружены во многих регионах с россыпной алмазоносностью и не выявленными коренными источниками. Дальнейшее исследование таких кристаллов и определение условий их образования необходимо для выявления особенностей коренных источников.

About the authors

Igor V. Klepikov

A.P. Karpinsky Russian Geological Research Institute

Author for correspondence.
Email: Klepikov_Igor@mail.ru
SPIN-code: 2836-6724
Scopus Author ID: 57200302816

Phd student

Russian Federation, 199106, Saint-Petersburg, Sredniy prospect, 74 

Eugene A. Vasilev

Saint-Petersburg Mining University

Email: Simphy12@mail.ru

Leading engineer

Russian Federation, 2 21st line, Saint-Petersburg, 199106

Anton V. Antonov

A.P. Karpinsky Russian Geological Research Institute

Email: Anton_Antonov@vsegei.ru

Science worker, Isotopic research centre 

199106, Saint-Petersburg, Sredniy prospect, 74 

References

Supplementary files