Алмазы на квадратном миллиметре
Беседа об алмазном направлении в лаборатории началась с азов – месторождений алмазов. В природе существует два типа алмазных месторождений: знакомые нам по книгам и фильмам кимберлитовые трубки, откуда добывают будущие бриллианты, и алмазоносные метаморфические породы, содержащие микроалмазы.
"Пока известны три месторождения метаморфических алмазов: в Казахстане (Кокчетавский комплекс), Греции и Германии, – рассказывает сотрудник лаборатории Андрей Корсаков. – Метаморфические алмазы очень-очень маленькие, но от этого они не перестают быть алмазами".
Характеристика "очень-очень маленькие" нуждается в пояснении. Метаморфические алмазы невозможно увидеть без микроскопа. Маленький черный квадратик с размерами не больше 20 микрон – вот вам метаморфический алмаз на экране монитора. Найти такие алмазы не просто, ведь на снимках шлифов (пластинки горной породы для микроскопических исследований) немало черных точек.
"Различить, что из увиденного – алмаз, это уже собственно наука. Мы также изучаем сопутствующие минералы, которые могут сказать о многом: как происходило образование алмаза и что находилось рядом, когда этот алмаз образовывался. Наша задача – реконструировать механизм и разработать модели алмазообразований. Чем лучше мы будем понимать, как происходит образование алмаза в природе, тем лучше мы сможем синтезировать его в эксперименте".
Содержание алмазов в метаморфических породах в сотни и десятки раз превышает насыщенность кимберлитовых трубок. "В Африке разрабатывают кимберлитовые трубки содержанием 0,2 карат на тонну. В Якутии, где климат достаточно суров, трубка считается удачной, если содержит порядка 4-6 карат на тонну. А в породах из Кокчетавского комплекса на площади порядка одного квадратного миллиметра вы можете увидеть до двух десятков алмазов".
Метаморфические алмазы пока не нашли своего применения, но, вероятнее всего, станут использоваться в технике.
В поисках кимберлита/>
Кроме метаморфических алмазов, в лаборатории занимаются и более привычными для нас алмазами из кимберлитовых пород, разрабатывая минералогические критерии алмазных месторождений.
"Пироп, показательный минерал, с помощью которого было открыто одно из первых месторождений в Якутии – кимберлитовая трубка "Мир", хромшпинелит, пикроильменит, хромдиопсид... Если мы находим эти типоморфные минералы, то можем предположить, что возможно где-то рядом кимберлитовое тело, которое так просто не найдешь", – говорит Алла Логвинова, кандидат геолого-минералогических наук.
Алмазоносные породы вымываются на поверхность, поэтому в поисках кимберлита ученые проводят шлиховое опробование по рекам. Взяв специальные лотки, напоминающие инвентарь золотоискателей из популярных кинофильмов, в огромных сапогах до пояса, геологи идут по рекам, набирая пробу (породу) в ведра. Затем в лотках происходит дальнейшая промывка пробы до очень мелкого тяжелого порошка, оседающего на дне. Анализируя состав этого порошка, в котором, как правило, находятся темноцветные минералы, ученые делают вывод, возможно ли найти в этом районе кимберлит.
Но найти кимберлит – это еще не значит найти алмаз, ведь многие кимберлитовые трубки пустые. Причины образования таких трубок до сих пор не известны. В общем, как говорят сами ученые, первая задача у геолога – дай Бог найти кимберлит! А потом уже можно заняться его изучением.
Нам, пожалуйста, что похуже!/>
Чтобы разобраться, при каких условиях и среде происходили кристаллизация и рост алмаза, в лаборатории занимаются изучением минеральных включений, находящихся непосредственно внутри камня. На основе этих включений делаются предположения о парагенезисе, в котором кристаллизовались алмазы.
"Каждая точка в этом облаке, это – включение, которое неоднородно и состоит из раскристаллизованных минералов, – рассказывает Алла Логвинова, демонстрируя фотографию алмаза. – Я занимаюсь макровключениями и включениями, которые имеют наноразмеры. Макровключения в алмазе хорошо видны через оптику, их размеры 100 микрон и выше. Раньше для их извлечения мы использовали негуманные методы – сжигали алмазы таким образом, чтобы оставались мельчайшие включения. Теперь мы используем другой метод – отшлифовываем алмаз и выводим включения на поверхность. Это очень кропотливая работа, практически ювелирная".
Наличие включений, которые содержит далеко не каждый алмаз, снижает ювелирную ценность образца, поскольку камни могут треснуть во время шлифования, но увеличивает научную. По словам геологов, коллекция образцов у института небольшая, большей частью уже изученная. Для исследований закупаются алмазы технического качества, "чем гаже, тем лучше". Даже непосвященным в тайны геологии такие образцы кажутся красивыми: небольшой кусочек породы (приблизительно 3х3 см), испещренный блестящими точками.
"Алмазы бывают разной формы: от октаэдрической до кубической. Но чем больше их изучаешь, тем больший навык приобретаешь. Иногда сложно даже не то, что найти алмаз, а диагностировать его из концентрата с полей, где он точно должен быть. Порой видишь какие-то осколки или совершенно непонятные формы… Это я Вам еще красивые образцы показала, а бывают такие гадкие! Все черные, – с любовным отвращением тянет Алла Логвинова, – называются "карбонадо". Не сразу и определишь, что это – алмаз".
Работы в полях не позволяют от души запастись драгоценными камнями для науки. "Это незаконный оборот драгметаллов, – смеется Андрей Корсаков. – Нет, наши специалисты едут в определенную партию, где работают по заданию и потом сдают работу. У нас нет такого, что мы поехали и лопатой нагребли себе породы".
Алмазы прочно вошли в нашу жизнь. И дело не только в кольцах с бриллиантами, неизменно притягивающими взгляд. Большая часть добываемых алмазов используется в технике: обработка алмазом, шлифовка на алмазе, алмазные сверла… Применяются "технические бриллианты" и в микрохирургии глаза. Знаменитые алмазные скальпели даже под микроскопом имеют гладкую поверхность, в отличие от своих металлических собратьев, напоминающих зубчатую пилу. И рваные раны, нанесенные обычным скальпелем, заживают гораздо медленнее, чем после использовании алмазного.
Фотографии предоставлены Аллой Логвиновой и Андреем Корсаковым
/>
