Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Физико-химическая модель образования алмаза в верхней мантии

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Физико-химическая модель образования алмаза в верхней мантии"

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РСФСР

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА

Геологический факультет

На правах рукописи

СИМАКОВ Сергей Кириллович

УЖ 549.01 : 53/54 : 549.211 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБРАЗОВАНИЯ АЛМАЗА В ВЕРХНЕЙ МАНТИИ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 04.00.08 ПЕТРОГРАФИЯ И ВУЛКАНОЛОГИЯ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 1989

Работа выполнена во Всесоюзном ордена Ленина научно-исследовательском геологическом институте им. А.П.Карпинского/ВСЕГЕИ/ Министерства геологии СССР. Научный руководитель:

- доктор геолого-минералогических наук,профессор Л.Л.ПЕРЧУК

Официальные оппоненты:

- доктор геолого-минералогических наук В.Н.ЗЫРЯНОВ/ИЭМ АН СССР/

- кандидат геолого-минералогических наук В'<К.ГАРАНИН/МГУ/

Ведущая организация: Центральный научно-исследовательский геолого-разведочный институт/ЦНИГРИ/

Защита диссертации состоится '£3 " оигя 19^ г. в 14 чае.

—мин. в ауд. £ на заседании специализированного Ученого совета К.053.05.08 по петрографии,геохимии и геохимическим методам поисков месторождений полезных ископаемых Геологического факультета МГУ. Адрес: 119899,Москва .Ленинские горы,МГУ.Геологический факультет. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Геологического факультета МГУ/зона "А",6 этаж/

Автореферат разослан " IУ " >> 19 г.

Ученый секретарь специализированного Ученого совета,ст. н.с.

А.М.БАТАЛОВА

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Физико-химические условия и саш процессы, приводящие к образованию алмаза в природе, давно интересовали многих ученых, поскольку они позволяют решить вопросы генезиса и, в конечном итоге, поиска ценного полезного ископаемого. Очевидной становится необходимость создания физико-химических моделей, основанных,с одной , стороны, на геологических данных, а с другой - на последних достижениях в области йизики, химии и физической химии. Такие -шдели должны давать практический результат в решении вопросов генезиса и поисков месторождений алмаза.

Цель работы. Основной задачей работы является разработка критериев по оценке физико-химических условий образования алмазоносных мантийных пород, исходя из их химического состава. Для решения этой задачи разработаны физико-химические шдели по образованию алмаза в ультраосновном расплаве мантийных пород и его равновесий с флюидами составляющими в условиях верхней мантии.

Научная новизна.

1 - Разработана физико-химическая модель, позволяющая оценивать влияние, оказываемое примесью на образование алмаза в системе нале зо - углерод при высоких температурах и давлениях;

2 - Установлено, что образование первичных алмазов в верхней мантии происходит за счет жидкого железа, которое выделяется из сульфидного и силикатного расплавов. Природный синтез алмаза контролируется по температуре и давлению, с одной стороны,

. равновесием граф:*т - алмаз, с другой - границей жидкости железо - углерод. При этом образованию алмаза способствуют элементы, повышающие растворимость углерода в железе, и препятствуют элементы, понижавшие эту растворимость;

3 - Основным источником алмаза в условиях верхней мантии из углеродсодержащих газов является метан и углеводорода;

4 - Азот не является инертным компонентом, а участвует во флюидных реакциях алмазообразования и входит в структуру алмаза при развале аммиака, способствуя сохранности ашаза.

1-1211

Практическая значимость р а б о -т ы . Разработаны критерии по оценке физико-химических условий образования алмазоносных мантийных пород, исходя из их химического состава. Разработанная физико-химическая модель системы железо - углерод может использоваться при синтезах алмаза. По материалам диссертации подана заявка на изобретение.

Основные защищаемые положения.

1. Образование алмаза в мантии происходит из жидкого железа, выделяющегося из сульфидных и силикатных расплавов. Поле -природного синтеза алмазов контролируется областью существования жидкости железо - углерод; образованию алмазов способствует присутствие элементов, повышавших растворимость углерода в железе, и препятствует - наличие элементов, понижающих эту растворимость.

2. Оценка физико-химических условий образования алмазоносных мантийных пород может производиться по их химическому составу путем определения P-T-f q параметров на основе ликвидус-ной геот ермоб арометрии. 2

3. Азот способствует сохранности алмаза в верхней мантии. Для моделирования флюидных равновесий с алмазом в условиях верхней мантии должна применяться газово-твердая система O-H-N7C.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Ежегодных семинарах экспериментаторов (ГЕОХИ) в 1983, 1984, 1986 гг., Всесоюзном семинаре "Кимберлиты" (ИЭМ) в 1983 г., I международном симпозиуме "Термодинамика в геологии" (г. Суздаль) в 1985 г., Международной конференции "Самородное элементообразование в эндогенных процессах" ( г. Якутск) в 1985 г., ХП Всесоюзном семинаре "Геохимия магматических пород" (ГЕОХИ) в I98S г. Основные положения работы изложены в 12 публикациях, 4 из которых переведены за рубежом, и использовались в тематическом отчете ВСЕГЕИ (регистрационный }é I-83/153 по проблеме 050.01 ПШТ).

Объем и структура работы. Диссертация общим объемом 134 стр. состоит из "Введения", трех глав, "Заключения" и включает 62 стр. машинописного текста, 29 рисунков, 5 таблиц. Список использованной литературы содер-

жит 170 названий.

В процессе написания работы автор неоднократно обсуздал ее результаты и пользовался консультациями Л.Л.Перчука, в.И. Бергера, А.В.Донских, Я.А.Калашникова, М.Ю.Каратаева, А.В.Кни-зеля,' Н.В.Котова, А.А.Кузьмина, Л.И.Лукьяновой, А.А.Маракуше-ва, А.Н.Мариничева, К.Н.Никишова, Э.С.Персикова, Н.В.Соболева. Всем автор выражает свою глубокую благодарность.

ГЛАВА I. ОБРАЗОВАНИЕ ПЕРВИЧНЫХ АЛМАЗОВ - ЗАРОДЫШЕЙ В ВЕРХНЕЙ МАНТИИ

1.1. Оценка условий образований алмазов в мантии по имеющимся минералогическим данным

В настоящее время существуют 3 основные точки зрения на генезис алмазов. Наиболее широко распространена гипотеза, согласно которой кимберлиты являются лишь транспортерами, выносящими на поверхность глубинные включения с алмазами. Вторая -фено кристаллическая, по которой, глубинные включения - это продукт эволюционирования кимЗерлитовой магмы на ранних стадиях ее развития. Третья - метастабильннй рост алмаза на ранее образовавшихся зародышах.

Образование основных минеральных типов парагенезисов алмаза, перидотитового и эклогитового, впервые достоверно описанных Н.В.Соболевым (1974), происходило в условиях высоких температур и давлений, отвечагацих полю термодинамической стабильности алмаза. Область образования алмазов по Р и Т занимает довольно широкий интервал и их формирование вполне могло идти в несколько стадий.

Экспериментальные исследования, проведенные И.Т.Бакумен-ко, Н.В .Соболевым и А.ИДепуровым (1984), показали, что большинство алмазов из кимберлитов, в которых находятся эти типы парагенезисов, образовались в результате перекристаллизации из уже имеющихся более мелких алмазов-зародышей. Экспериментально также доказано, что алмаз не может образовываться из силикатного расплава даже при Р - Т параметрах его устойчивости.

Г.П.Булановой (1979) и Н.В.Соболевым (1981, 1983) обнаружен парагенезис,-включаиций железо, графит, пирротин, хромит, сплав железа с углеродом и пироп, который южно отнести к наиболее раннему в алмазах.

1.2. Обзор экспериментальных данных но ликвационным явлениям в железо-силикатных и железо-сульфидных системах

с

Характерной особенностью первичного алмазного парагенезиса является ассоциация железа с сульфидами и силикатами.

Вопрос ликвации расплавов на железный и силикатный затрагивался Л.Даркеном (1948), Р.Шухманом (1951) и Д.Хилти (1951). Наиболее подробно он был изучен Я.И.Ольшанским (1951). Им было доказано, что ликвация железа шжет происходить из существенно железистого силикатного расплава в восстановительной обстановке.

Г.Тамманом (1923) отмечено, что выделение чисто металлической жидкости из расплава системы Ре - FeS происходит при ее частичном раскислении (при добавке РеО ). Этот же эффект отмечен и на диаграмме Fe - s - о Д.Хилти (1951). Судя по минералогическим данным, в процессах алмазообразования могли иметь место оба этих механизма.

Мэжно заключить, что образование первичных алмазов, находящихся в кимберлитах,происходило из расплавных капелек жидкого железа, получившихся в результате ликвации из силикатного и сульфидного расплавов в условиях верхней мантии.

1.3. Образование алмазов из расплавов железа

По растворению углерода в системе Ре - С известны работы О.Л.Кускова (1982) и И.А.Корсунской (1973), выполненные в приближении регулярных растворов. Используя их данные, нами выведено уравнение, описывающее растворение углерода в железе для высоких Р и Т, отвечающих условиям верхней мантии. Свободную энергию растворения углерода в жидком железе мэжно в общем виде описать уравнением:

р

лСЧс-Ре] = + I & 1

дйщ определяется в нем уравнением, выведенным 0. Л .Кусковым для графита:

лй" = 5400 - 4Т + 11Т1пХс + 19900 [ 1 + 4'10~4(Т - 1770)] (1 - х|е) д7 - разница между Ус и V

7®е-С = С " + 2С7С + " ХС>7СМ

проведя соответствующие подстановки, получим:

^ + + С " ~ ^алЗ^ + (гр.-ая.)

у И.А.Корсунской выведены следующие зависимости:

= 7;887 (1 + 20,4 М0"бТ)

7ал. = 3,405 (1 + 11,3-10~бТ)

°2(гр.-ал. ) " " 1>14Т V - принято равным -5,6 и не зависящим от Т и Р

проведя соответствующие подстановки, получим:

лй[С-Ре]= 5100 ~ 5»14Т + + 19900[1 + 4'10~4(Т - 1770)] •

(1 - З|е) + [7,887(1 + 20,4-10-бТ) - 5,6(1 - Хс)2 -3,405(1 + 11,3'10""бТ)] Р

В работе Туркдогана (1955) получена зависимость Х^ от температуры:

= -560/1 - 0,375

Известно, что концентрация утлерода в расплаве железа зависит и от присутствия в нем примесей (Куликов, 1915):

хс =, х° (1 -гх. ¿1 ) ,

2 -ПИ

где х1_ - мольная доля этого элемента в расплаве, - параметр взаимодействия этого элемента.

Таким образом, растворение углерода зависит от присутствия в системе примеси. Исходя из этого, можно объяснить опыты академика Л.Ф.Верещагина с соавторами по системам Ре-С-2^ (1972), где рассмотрено влияние различных компонентов ( Щ, А1 , Н1, и 3 ) на кристаллизацию алмаза из расплава Ре-С. Авторы отмечают, что при добавке Щ, Д1, Ш, Зх, исходя из предложенной ими модели, выход алмаза должен был бы уменьшаться. Но их экспериментальные данные показывают обратное. Добавки А1, Ме и на увеличивают дй[С_з1е] , что должно привести к увеличению выхода алмазов по сравнению с системой Ре-с. Добавки Б и Э! уменьшают Дй[с_ре] » что ДОЛ®10 привести к уменьшению выхода алмазов, что и наблюдается в опытах с серой (Верещагин и др., 1972).

Используя потенциал [с-^е] • шжно более точно оценить влияние примеси на синтез алмазов, так как в нем учитывается не только изменение мольной доли углерода, но и изменение мольной доли железа при добавке примеси.

Можно заключить, что наиболее благоприятным расплавом железа для образования алмаза является тот, который имеет максимальное Д(1[с_ре] ; его увеличивают к , ль , Са , Са , Эг , Ва , И , Сг и другие элементы, повышающие растворимость углерода в железе, уменьшают о , Б , Р , И , , А1 , Ые На и другие элементы, понижавшие растворимость углерода в железе.

ШАВА П. РОСТ И РАСТВОРЕНИЕ АЛМАЗОВ ПРИ ВЗАИШДЕЙСТВИИ С МШДАШ ВЕРХНЕЙ МАНТИИ

П.1. Роль мантийных флюидов, равновесных с алмазом в условиях верхней мантии

При построении газово-твердых моделей, описывагацих изменение состава флюида над алмазом, учитывались реакции между основными породообразующими минералами, образование которых происходит совместно с алмазами. Наличие в алмазах таких син-

генетических включений как сашродное железо, тенит и карбида, говорит о сильно восстановленной среде их образования. Присутствие, с другой стороны, карбонатов, образующихся уже в достаточно окислителыюй обстановке, говорит о широком диапазоне f0 , в котором образуется алмаз. Нижняя гршица его

устойчивости по fn рассчитана по реакции: 2

Si02 + G ^ SiC + 02

Верхняя - по реакциям образования магаезита и окисления алмаза до СО2. Для рассмотрения процессов взаимодействия алмазов с флюидами различными исследователями предлагались газово-твердае реакции в системе 0 - H - С ( Mitchell , 1971, Melton , 1974, Рябчиков, 1980, Маракушев, 1981). Отмечена также генетическая связь азота и алмазов ( Kaiser , 1959, Melton , 1975). Исходя из этого, рассмотрена реакция взаимодействия азота с метаном:

н2'+ 1,5 сн4 — 1,5 с + гин^

и последующая реакция, в результате которой вхождение азота в.алмаз происходит в ионной форме:

^ и"3 + зн+

ПроведенныеГ.К.Елиновой и Г.А.Гуркиной исследования [Ю] по "изучению структурных примесных центров методами ИК-спектроско-пии в алмазе выявили положительную корреляцию между средними концентрациями структурного примесного азота (в формах A, BI и В2) и структурной примеси водорода. При этом среднее содержание азота в алмазах меняется всего в 2,5 раза, а водородных - более, чем на порядок, что соответствует аммиачному соотношению. Это указывает на возможность того, что азот и водород является сопутствующими компонентами мантийного флюида при реакциях алмазообразования.

Степень участия серы может быть оценена по реакции образования пирротина:

0,877Ре + 0,5 S2 Ре0 87?S

Расчеты констант этой реакции показали, что давление серы во флюиде для Р и Т, отвечающих условиям образования алмазов в

верхней мантии, чрезвычайно мало, поэтому ее можно не учитывать при построении флюидной мэдели.

П.2. Физико- химическая модель флюидной системы,

равновесной с алмазом в условиях верхней мантии

Для описания природных флюидных систем, равновесных с алмазом, разработана модель газовой системы о - Н - л - с. Рассчитываются мольные доли 8 основных газовых компонентов этой системы: Н2, Н20, СН^, СО, С02, Ы2 и НН^ , находящихся в равновесии со свободным углеродом. Б основу положены сле-дукщие реакции:

сн4 5=г С + 2Hg ( I )

со2 с + о2 ( п )

со — С + 0,5 02 (Ш )

н2о Н2 + 0,5 02 (1У )

2Ш3 н2 + зн2 ( У )

Предварительно производятся расчеты &G реакций по формуле: = aG° + . | AVS dP

в условиях равновесия для каждой реакции можно записать:

. - üG^/ rt = Zx igf1 или ígK - Z± igí±

Расчеты f газов при высоких P и T проводились по методу соответственных состояний ( Hewton , 1935) путем экстрапо-лядай графиков Ю .П.Мельника (1978) lgf^-T и lgf 7Г выше X = 30 и 7г = 100.

В основу расчетов положена идеальная смесь реальных газов, общее давление смеси равно сумме парциальных давлений газовых компонентов (Робщ = 2Р ). Из реакций 1-У можно записать:

lgfCH^ = -IgK, + 2igrH2 ^СОз = + 1SfO¿

1в£со в -15К3 + 0,51©С0 = + °>51^02 !е%2 = ^ - 31е%2 - 218£Шз .

к парциальному давлению южно перейти по формуле : Р1 = / тогда общее давление выразится как:

<р12 *н22>/<к1 *сн4> + <ро2 Ъ ^Ч *С02> + (ро22

Ксо^ + (РН2^Н21/2 Ь21/2)/(К4 ХН20) + (К5РНН3 ^ИН3) /

+ РН2 + р02 + рш3 - Робщ. Для расчета состава равновесной газовой смеси необходимо решить уравнение с 3 неизвестными: Рд , Рд^ и Рщ . Рд^ и

РНН задавались при неизвестной величине В этом случае

могут реализовываться два различных состава смесей при

одних и тех же давлениях кислорода и аммиака: при высоком Рн

3

имеет место "метановая ветвь", где ведущим компонентом является метан, заменяющийся с ростом Рд водой; при низком Р^ ре-

2 2 ализуется "азотная ветвь", где преобладает азот.

Из расчетов следует, что в равновесии с первичными зародышами алмаза существовал изначально азот-водородно-аммиачный флюид. Степень растворения алмазов в значительной мере определяется количеством азота и аммиака - обратно пропорциональ-* но их содержанию. Сохранности алмазов во флюиде способствует присутствие азота, растворению - водорода и кислорода.

Алмаз мэжет образовываться и расти за счет утлеродсодер-жащих газов: СО, С02 и СН4. Рассчитав константы реакций разложения этих газов при Р и Т, соответствующих условиям мантии, гожно заключить, что основным источником- углерода алмаза из флюидов являются метан и углеводорода.

Из проведенных расчетов следует, что при высоких Р и Т, соответствующих расплаву железо - углерод, в случае реализа-

ции метановой ветви, практически во всей области стабильности алмаза по кислороду преобладает метановый флюид. Это означает, что образование алмазов из флюида не происходит. При более низких параметрах, соответствующих процессу образования манрокристаллов алмаза, содержащих силикатные включения, происходит смена этого флюида на водный. При этом идет массовая кристаллизация алмазов ( возможно и их дорастание на уже имеющихся зародышах). Эклогитовые включения должны по такой модели содержать повышенное количество алмазов по отношению к пе-ридотитовыи, так ках им соответствуют более окислительные условия, при которых идет более полное разложение метана с образованием алмаза.

Проведенные расчеты в целом объясняют особенности ( МеШоп, 1974) состава газов, иввлеченных из алмазов: в высокотемпературных октаэдрических формах преобладает восстановленный состав газов, а в более низкотемпературных кубических - окисленный.

В результате изучения равновесий алмаза с флюидной системой можно заключить, что в процессах алмазообразования верхней мантии имеют место 2 этапа. Первый - образование первичных алмазов-зародышей из расплава, содержащего железо в условиях существенно восстановитеньного флюида. Второй - образование алмазов при более низких Р и Т за счет разложения метана (здесь возможно дорастание на уже имеющихся зародышах) в условиях окисленного флюида, основным компонентом которого является вода.

ГЛАВА Ш. ОЦЕНКА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ " АЛМАЗОНОСНЫХ МАНТИЙНЫХ ПОРОД.

На основе полученных выводов разработаны новые петрохи-мические критерии оценки физико-химических условий образования алмазоносных глубинных пород. Из приведенных исследований можно заключить:

I. Образование алмаза в расплавах верхней мантии генетически связано с наличием в них жидкости железо-углерод, которая имеет свою органиченную по температуре и давлению об-

ласть существования.

2. Образование и сохранность алмаза зависит от окислительно-восстановительной обстановки и контролируется образованием магнезита.

Область образования первичных алмазов контролируется, с одной стороны, областью термодинамической устойчивости алмаза, с другой - границей жидкости железо - углерод, равновесной с силикатным расплавом. Для температур, соответствующих зарождению кимберлитовых очагов - 1200°-1600°С, эта гршица контролируется аустенит-цементитовой эвтектикой.

Расчет температуры начального кшйерлитового очага возможен по известной модели Л.ЛЛерчука и В.И.Ваганова (1978):

-Ь°(С) = 1039,62 + 43,7363^ + 353,8бу + 0,001182(1002°^ ) +

О,12518бу (100°* }2 - 0,00031 (100°^ )3

у = (М® + Ре + ВЫ/О, . 3,152^ (1 + 2,1^)

Хщ - магнезиальность породы.

Для оценки давления- используется известный эффект для базальтовых расплавов: чем выше общее давление флюида, тем значительней растворимость 1^0 в расплаве. Его расчет производится по формуле В.И.Ваганова (1988):

О.ПЧГПА) = 0,41 + 33,92 О^* = 64,99(Х^)2 + 43,67(Х^)3

где = 1^0/(^0 + зю2 + С02)

При исследовании самородных минералов кимберлитов установлено, что в каплях железа в результате контакта металлической жидкости с силикатным расплавом происходит растворение примесей основных петрогенных элементов (Олейников, 1985). Примесный состав в шариках определяется составом силикатного расплава, с которым взаимодействует капля. Должна существовать опосредованная связь между примесным составом в расплавах железа и химическим составом самой породы. Можно предложить вспомогательный критерий А, который приблизительно учитывал бы влияние примесей на образование алмаза в каплях же-

леза. Он рассчитывается, исходя из химического состава порода, по тем^же формулам, что и ай и приблизительно отражает благоприятность химизма расплава для образования алмаза. Наиболее алмазоносные породы по этой модели должны иметь максимальный показатель А.

Для определения степени окисленности расплава используется уравнение Сэка (1980), подкорректированное В.И.Вагановым с учетом давления:

^в^з / ХРеО> = ^0., + В/В + О + ^А ,

при этом Т = Тнач> - 45Р(ША)

Для оценки устойчивости алмаза применяется буфер емоб (энстатит - магаезит - оливин (форстерит) - алмаз), предложенный Эглером (1982) в качестве верхней гранида алмаза по кислороду в мантийном расплаве:

1в£0 = 7,61 - 23872/Г + 0,064 (В - 1)/Т 2

Таким образом, разработаны критерии оценки физико-химических условий образования алмазоносных мантийных пород, исходя из их химического состава:

1. Определение температуры и давления начального расплава.

2. Расчет А.

3. Определение сохранности алмаза в зависимости от окислительно-восстановительной обстановки.

Критерии опробованы на составах представителей семейства перидотитов и австралийских лампроитов. В область алмазообра-зования попали кимберлиты, оливиновые лампроиты и пикриты. Максимальные параметры А и сохранность по £0 имеют эти же породы. 2

Разработана программа "Алмаз" на языке "Фортран 4" для ЭВМ "ЕС-ЮЗЗ". Она предназначена для расчета температуры, даг-вления, А с расчетами Р и Т заранее заданными (Т = 1300°К, Р= 50 кбар) - А| и ¿2» фугитивностей кислорода по уравнению Сэка и буферу ЕМ ОБ . Расчет производится, исходя из полного силикатного анализа породы. По этой программе обсчитаны отдельные

трубки взрыва кимберлитов и лампроитов из различных регионов мира. По Якутской провинции проведены расчеты по анализам кимберлитов Далдынсиого, Алакитского, Мало-Ботуобинского, Верх-не-Мунского, Мерчимденского, Верхяе-Мэлодинского, Толуопско-го и Куойкского полей. По Р-Т параметрам в область образования алмазов попадают практически все трубки в Алакитском, Дал-дынском, Верхне-Мунском, Мало-Ботуобинском и КуТгокском полях. В Мерчивденском и Верхне-Мэлодинском - примерно половина, а в Толуопском - только одна трубка. Максимальные показатели А имеют Алакитское, затем Мало-Ботуобинское, Далдынское и Верх-не-'^нское поля. Меньшие показатели ймеют Мерчимденское и Вер-хне-ЦЬлодинское, и саше минимальные имеет Куйокское поле.

Среди Австралийских лампроитов в область образования алмазов попали оливиновые и диопсид-оливиновые лампроиты поля Эллендейл "и разновидность "непесчанистото туфа" трубки Ар-гайл. Лейцитовые разности лампроитов и кимберлитовые туйы попали в потенциально безалмазоносную область. По А выделилась трубка Эллендейл-4,

Предлагаемые Критерии позволяют оценивать физико-химические условия образования разных типов глубинных пород, имеющих мантийное происхождение. Необходимым требованием является минимальная измененность породы относительно начального химического состава, т.е. максимальная приближенность химического состава самой породы к составу начального, глубинного очага.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

1. Обобщен и критически рассмотрен литературный матери-.ал по проблеме образования алмазов в условиях верхней мантии, показано, что имеются факты об образовании первичных алмазов из расплавов жидкого железа.

2. Проведены расчеты, которые позволяют оценивать влияние примеси на образование алмаза в системе Ре - с.

3. Основным источником углерода алмаза из мантийных ут-леродсодержащих газов являются метан и углеводороды.

4. Азот участвует в реакциях алмазообразования и способ-

ствует фиксации и созфанности алмаза.

5. В мантийных процессах алмазообразования можно выделить две стадии: образование первичных кристаллов-зародышей из богатого железом расплава, равновесных с существенно восстановленным флюидом, и дорастание алмаза (при этом затравками могут являться зародыши первой стадии) в условиях более окисленного флюида, соответствующего полю устойчивости алмаза по £0&.

- 6. Разработаны критерии оценки физико-химических условий образования алмазоносных мантийных пород, -исходя из их химического состава, на основе определения температуры и давления начального расплава, параметра А и оценки сохранности алмаза в зависимости от скислительно-восстановительной обстановки: расчет £0г по уравнению Сэка и расчет :С0 , соответствующий верхней границе устойчивости алмаза. 2

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Образование и кристаллизация алмаза в мантийном расплаве из флюида. ДАН СССР. 1982. т.266, № 2. .

2. Образование углерода в мантийном флюиде при взаимодействии азота с метаном. ДАН СССР. 1983. т. 268, М I.

3. Оценка алмазоносности глубинных пород (кимберлитов) на основе расчета свободной энергии растворения алмаза в содержащем железо расплаве. ДАН СССР. 1983. т.271, № 2.

4. О возможности метает абильно го образования алмаза из флюидов в условиях земнбй коры. ДАН СССР. 1984. т.278, й 4.

5. Физико-химические процессы образования алмаза в мантии. В сб.: Самородное элементообразование в эндогенных процессах. Як., 1985.

6. Геохимические особенности алмазосодержащих расплавов верхней мантии. В тез. ХП Геохимический семинар. М., 1986.

7. Процессы образованияУособенности алмазоносных пород. В тез.: КимЗерлиты и кимЗерлитоподобяые порода. Ирк., 1986.

8. Образование и сохранность алмаза в процессах эволюционирования кимберлитовых флюидов. В тез. XI Всесоюзное совещание по экспериментальной минералогии. Ч., 1986.

9. Возникновение алмаза в процессах эволюционирования ктйерлитовых магм. ДАН СССР. 1987. т.293, № 3.

10. Некоторые особенности среды кристаллизации природных алмазов (совместно с Г.К.Елиновой и Г.А.Куркиной) ДАН СССР. 1988. т.300, № 4.

11. Модель образования алмазов в условиях верхней мантии. В тез. П Всесоюзный симпозиум "Термодинамика в геологии". 1988.

' 12. Образование и перекристаллизация алмазов в условиях верхней мантии. ДАН СССР. 1988. т.301, № 4.

Подписано к печати л- ^?50Формат 60x90/16. Усл. печ. л.

10 Уч.-изд.л. Ю Тираж 100 экз. Заказ N° /2/2

Ордена "Знак Почета* издательство Московского университета. 103009, Москва, ул. Герцена, 5/7. Типография ордена 'Знак Почета" издательства МГУ. 119899, Москва, Ленинские горы.