В конце XIX и в начале XX в. предпринимались попытки синтезировать алмаз. Первые опыты в этом направлении были осуществлены Дж. Ханнеем, который в 1880 г. получил несколько мелких кристаллов, нагревая смесь лития, костяного масла (смесь азотсодержащих соединений, получаемых при переработке костей) и парафина под давлением; современным рентгено-структурным методом кристаллы были определены как алмазы. Положительные результаты последующих опытов по синтезу А. Муассана, У. Крукса и Ч. Парсонса являются сомнительными.
Первый воспроизводимый синтез алмазов был осуществлен в 1953 г. в Швеции Всеобщей шведской электрической акционерной компанией. После этого синтез был проведен в нескольких лабораториях в США и в СССР, в Лаборатории по исследованию алмазов «Де Бирс» (Йоганнесбург) и в Австралийском национальном университете (Канберра). В чисто углеродной системе превращение графита в алмаз не может происходить даже при давлении 120 кбар, но добавление в систему определенных металлов, действующих как катализаторы, делает возможным образование алмаза в диапазоне температур 1200—2400 °С и давлений 55—100 кбар. В качестве катализаторов использовались тантал, хром, железо, кобальт, никель, рутений, палладий, индий и платина. Алмаз был талже получен при субатмосферных давлениях путем осаждения на алмазный порошок углерода из метана при 1050 °С и давлении 0,3 торр (0,0004 бар).
Многие исследователи полагали, что природный алмаз возникает в мантии, поскольку:
1) основная материнская порода для алмаза (кимберлит) является ультраосновной и по составу подобна мантии;
2) сингенетические включения похожи на включения, находимые в высокобарических верхнемантийных парагенезисах и
3) весьма высокие давления и температуры, необходимые для образования алмаза, могут быть достигнуты только в мантии; это подтверждается экспериментами по синтезу алмаза.
Многие геологи и физико-химики считают, что природный алмаз может образовываться только выше линии равновесия графит/алмаз в присутствии расплавленного силикатного вещества, т. е, выше солидуса перидотита.
По одной из оценок минимальные условия образования природного алмаза, отвечающие пересечению кривой равновесия графит/алмаз и линии сухого солидуса природного гранатового перидотита, составляют 1800 °С и 68 кбар, что приблизительно соответствует глубине 200 км. Если, однако, солидус перидотита понижается в присутствии флогопита, возможно, что минимальные условия образования алмаза составят 1200°С и 45 кбар. О значении содержания летучих при образовании алмазов свидетельствуют высокие содержания воды и СО
2 во вмещающих кимберлитах; было высказано предположение, что парциальное давление диоксида углерода, по существу равное геостатическому давлению, необходимо для того, чтобы кристаллы алмаза оставались стабильными в условиях значительного содержания закисного и окисного железа. Митчелл и Крокетт высказали предположение, что в верхней мантии имеется возможность образования «затравочных ядер», на которые позднее нарастает метастабильный алмаз.
Обнаружение алмаза в гранатовом лерцолите (основной горной породе верхней мантии) повышает возможность того, что затравочные кристаллы алмазов в кимберлитах могут происходить из гранатового лерцолита.
Проголосовало: 0 Просмотров: 4730
