Главная arrow Алмазы arrow Алмазы в недрах Земли
 
 
Главное меню
Главная
Ювелирные изделия
Алмазы
Немного истории
Словарь ювелира
Архив ювелира
Ювелирная реклама
Блог
Поиск
Контакты
Карта сайта
Ювелирная информация
Ювелирные объявления о ювелирном искусстве

Алмазы в недрах Земли PDF Печать E-mail
Рейтинг: / 2
ХудшаяЛучшая 
Оглавление
Алмазы в недрах Земли
Страница 2

 

 

Что находится в недрах Земли? Над этим вопросом человечество задумывалось еще в древности. Но даже средства современной техники не позволяют нам проникнуть далеко в глубь подземного царства.

Наибольшая глубина скважин, которые пока удалось пробурить в толще земли, редко превышает 10 километров. (В Советском Союзе проходится самая глубокая скважина в мире. Первопроходцы перешли за отметку 12 километров.)

Представление о внутреннем строении Земли на больших глубинах составляется по косвенным данным. Упругие волны от землетрясений распространяются на большие расстояния. Отражение этих волн на различных глубинах, при переходе от менее плотных к более плотным породам, складывающим Землю, сопровождается резким изменением их скорости.

Деление Земли на три части — кору, твердую промежуточную оболочку мантию и ядро — основано на сейсмических наблюдениях.

Важным источником информации о строении внутренних зон Земли являются и глубинные горные породы, выносимые к ее поверхности в результате подземных взрывов, например при извержении вулканов.

Земная кора континентальных областей имеет толщину 30—50 километров. В основном она сложена гранитами и гнейсами. В океанических областях ее толщина 8—10 километров и состоит она из базальтов.

Под земной корой на глубину примерно до 2900 километров простирается мантия, сложенная преимущественно перидотитами — породами,   состоящими   главным образом из оливина и пироксена. В состав мантии входят и эклогиты — породы из граната и клинопироксена. Зная массу Земли и ее угловой момент, можно вычислить  распределение  плотности,  а  затем — давление внутри Земли как функцию глубины. Из предположения о том, что это давление гидростатично (равномерно передается в несжимаемой среде), следует, что по мере удаления от поверхности Земли на каждые 3 километра оно увеличивается примерно на 1000 атмосфер.

Чтобы определить температуру внутри Земли, измеряют температуру потока тепла вблизи ее поверхности. С глубиной температура увеличивается, причем под континентами медленней, чем в океанических областях.

Земная кора континентов богата радиоактивными элементами,' которые выделяют значительную часть теплового потока. По-видимому, образование мощной континентальной коры привело к уменьшению в подстилающей мантии запаса радиоактивных элементов, которые распределились между мантией и корой.

В океанических областях на долю тонкой коры осталась сравнительно небольшая часть радиоактивных элементов, а основная масса их задержалась в мантии. Из этого следует, что океаническая мантия более разогрета по сравнению с континентальной.

Какова же максимальная глубина области зарождения алмазов?

При высоких давлениях, как читатель уже знает, происходят полиморфные превращения минералов.

В 1953 году американский ученый Л. Коэс, подвергнув хорошо известную модификацию кремнезема — кварц давлению 30 000 атмосфер, получил неизвестный ранее минерал коэсит, имеющий плотность 3,1 грамма на кубический сантиметр, что примерно на 20% превышает плотность кварца.

Впоследствии кристаллы коэсита были обнаружены в кимберлитовых трубках и даже в виде включений в самом алмазе.

В 1961 году советский физик Сергей Михайлович Стишов под давлением 100 000 атмосфер и при температуре 1500 °С синтезировал новую сверхплотную модификацию кремнезема (4,25 г/см3). Новый минерал получил название стишовит. В дальнейшем стишовит был обнаружен в Аризонском метеоритном кратере.

Тот факт, что коэсит — один из спутников алмаза в кимберлитовых трубках, подтверждает вывод о том, что алмаз мог выкристаллизоваться в глубине Земли на расстоянии не меньше 100 километров от ее поверхности.

С другой стороны, стишовит, для получения которого требуется давление, развиваемое на глубине 300 километров, ни в одной из кимберлитовых трубок обнаружен не был.

Так определился диапазон глубины области рождения алмаза — от 100 до 300 километров.

Более детальные расчеты, основанные на сопоставлении точек плавления перидотитов при разных температурах с континентальной геотермой, показали, что наиболее вероятная область формирования алмазов кимберлитовых трубок лежит на глубине от 100 до 150 километров.

Но не могут ли алмазы выкристаллизоваться и на меньшей глубине, даже в земной коре, за счет локального (местного) повышения давления, подобно тому, которое наблюдается при нагревании газов в замкнутых сосудах (автоклавах)?

Идея «автоклавного» формирования алмазов в природе увлекла немало исследователей. До чего же заманчива перспектива иметь «фабрики» природных алмазов не в глубине царства Плутона, а почти «под ногами». Такого рода гипотезы выдвигаются и по сегодняшний день. Например, некоторые исследователи считают, что в местных очагах высокое давление может создаваться за счет кавитационных эффектов.

«Верховным судьей всякой физической теории является опыт», — неоднократно повторял известный советский физик Л. Д. Ландау. Любая научная гипотеза только тогда может считаться достоверной, когда она подтверждается опытными данными.

Почему в кимберлитовых трубках рядом с такими гигантами, как «Куллинан», встречаются алмазы величиной в маковое зерно?

Почему одни алмазы прозрачны, словно капли воды, а другие из-за обилия включений и прочих дефектов можно лишь с большой натяжкой назвать собственно алмазами? И ведь не по щучьему велению очутились в кимберлитовых трубках образцы глубинных горных пород?

Увы! На эти и многие другие «почему», во всяком случае на большинство из них, удовлетворительный ответ не может дать ни одна из гипотез формирования алмазов в локальных очагах вблизи поверхности земли. Если предположить, что все алмазы формировались примерно в равных условиях, то чем объяснить такое удивительное разнообразие размеров, формы, морфологических и других особенностей алмазов?

Одним из первых ученых, научно обосновавшим гипотезу глубинного происхождения алмазов в природе, был В. С. Соболев — автор важного прогнозирующего открытия в мировой геологии — алмазоносности Сибирской платформы.

В результате исследований советских и зарубежных ученых гипотеза глубинного происхождения алмазов в природе получала новые доказательства. В наши дни эту гипотезу всесторонне обосновал член-корреспондент Академии наук СССР, лауреат Государственной премии Алексей Александрович Маракушев.

Итак, в глубинах Земли свершается таинство рождения замечательнейшего минерала — царя камней. Алмазы рождаются в огненно-жидкой магме — силикатных расплавах, из которых при их затвердевании образовались перидотиты и эклогиты. По современным представлениям, перидотиты и эклогиты — материнские породы алмаза. Перидотиты, реже эклогиты, встречаются в каждой кимберлитовой трубке.

Алмазы разных «матерей» отличаются друг от друга формой, характером включений, соотношением тяжелого и легкого изотопов углерода.

Вулканическая порода — кимберлит приняла алмазы в уже готовом виде. Образно говоря, кимберлит является «приемным отцом» алмазов.

Кристаллизация алмазов происходит в недрах Земли. Все процессы, происходящие в природе, подчиняются определенным закономерностям, и   мы   начнем   рассказ с более близкого для каждого из нас примера.

Мы знаем, что в каждом объеме воды при заданной температуре может раствориться строго определенное количество какого-либо вещества. Такой раствор называется насыщенным. При дальнейшем добавлении вещества наступает пересыщение раствора. Чем ниже температура раствора, тем быстрее наступает его насыщение. Если насыщенный при высокой температуре раствор, например соли, охладить до более низкой температуры, то он становится пересыщенным, и образуются кристаллы соли. Можно сказать, что пересыщение является движущей силой кристаллизации.



 
« Пред.   След. »