Оптико-спектроскопические свойства алмазов как критерии прогнозирования их коренных месторождений

Богуш, Ирина Николаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Оптико-спектроскопические свойства алмазов как критерии прогнозирования их коренных месторождений
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Оптико-спектроскопические свойства алмазов как критерии прогнозирования их коренных месторождений"

На правах рукописи

Богуш Ирина Николаевна

ОПТИКО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛМАЗОВ КАК КРИТЕРИИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИХ КОРЕННЫХ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Специальность: 25.00.11 - геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Якутск 2004

Работа выполнена в Якутском научно-исследовательском геологоразведочном предприятии (ЯНИГП) ЦНИГРИ акционерной компании "АЛРОСА"

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Зинчук Николай Николаевич

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Маршинцев Виктор Клавдиевич доктор геолого-минералогических наук, профессор Бескрованов Виктор Васильевич

Ведущая организация: Институт Земной коры СО РАН (г. Иркутск)

Защита состоится «9» апреля 2004 г. в 14.30 часов на заседании диссертационного совета Д 003.018.01 при Институте геологии алмаза и благородных металлов СО РАН по адресу: 678980, г. Якутск, пр. Ленина, 39. Факс (4112)445708; e-mail o.v.koroleva@diamond.ysn.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геологии алмаза и благородных металлов СО РАН

Автореферат разослан февраля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат геолого-минералогических наук

О.В. Королева

Общая характеристика работы

Актуальность работы. С момента открытия кимберлитовых трубок и до настоящего времени на Сибирской платформе проводится детальное изучение морфологии и некоторых физических свойств алмазов из коренных месторождений и россыпей. Это позволило определить типоморфные особенности этого минерала для различных источников и использовать их при прогнозировании и поисках алмазных месторождений на открытых площадях. Однако в настоящее время фонд легко открываемых кимберлитовых трубок практически исчерпан. Сейчас алмазопоисковые работы ведутся в сложных геологических условиях, когда кимберлиты перекрыты траппами и терригенными отложениями значительной мощности, а их минералы, в том числе и алмазы, претерпели неоднократный перемыв и переотложение, что сильно затрудняет поиски коренных месторождений. Поэтому необходимы дополнительные критерии поискового прогнозирования. Таковыми являются некоторые физические свойства алмазов, массовое изучение которых стало возможным благодаря развитию современных аналитических методов. Именно результаты комплексного исследования кристаллов методами оптической спектроскопии с учетом их морфологии способствуют созданию многомерных идентификационных моделей и разработке на этой основе новых подходов для решения прикладных геологических задач таких как районирование и отнесение россыпей к известной или прогнозируемой кимберлитовой трубке, что в конечном итоге ведет к более эффективному поиску месторождений алмазов в сложных геологических условиях. Все это в настоящее время является весьма актуальным.

Цель работы -разработка новых подходов определения принадлежности алмазов из россыпей известному или прогнозируемому коренному месторождению.

Основные задачи, которые решались для достижения этой цели следующие.

1. Изучить комплексом оптико-спектроскопических методов алмазы из трубок, находящихся в сложных геологических условиях, и выделить их типоморфные особенности для дальнейших целенаправленных поисков на перспективных площадях.

2. Расширить базы данных по типоморфным особенностям алмазов из коренных и россыпных месторождений Сибирской платформы, дополнив их сведениями о некоторых оптико-спектроскопических свойствах алмазов, которые ранее не изучались или изучались на сравнительно низком уровне.

3. Определить оптико-спектроскопические особенности алмазов основных морфологических типов из различных источников.

4. Установить оптико-спектроскопические характеристики алмазов, позволяющие идентифицировать их коренной источник, и разработать методику определения принадлежности кристаллов или их ассоциаций к разноранговым алмазоносным объектам.

провинция

иорых

библиотека

автор принимал непосредственное участие при выполнении научно-исследовательских тем в ЯНИГП ЦНИГРИ АК «АЛРОСА» за период 1997-2003 гг. Комплексно изучались алмазы трубок Алакит-Мархинского (Сытыканская, Юбилейная, Комсомольская, Айхал), Далдынского (Удачная, Фестивальная, Долгожданная, Иреляхская), Мирнинского (Мир, Интернациональная, Дачная, Амакинская, Таежная), Накынского (Ботуобинская, Нюрбинская) кимберлитовых полей и ряда современных россыпей Центрально-Сибирской, Лено-Анабарской и Тунгусской алмазоносных субпровинций. При этом осуществлялись исследования алмазов методами фотолюминесцентной томографии (ФТ), фотолюминесценции (ФЛ), спектроскопии поглощения в видимой (ВО), ультрафиолетовой (УФ) и инфракрасной (ИК) областях. Лично автором было зарегистрировано и проанализировано спектров: ИК- 6130, УФ - 2970, ВО - 4710, ФЛ -1230. Также в работе использованы результаты комплексного исследования алмазов из базы данных ЯНИГП ЦНИГРИ. Внедрение современных точных методов, адаптация, разработка новых методик исследования, в которых автор принимал непосредственное участие, позволили получить большой объем оптико-спектроскопических характеристик алмазов из различных источников.

Научная новизна работы. Впервые определены оптико-спектроскопические особенности алмазов коренных источников Накынского кимберлитового поля, проведено их сопоставление с таковыми из месторождений других полей Сибирской платформы, выявлены черты сходства и различия между ними. Установлены отличия в содержании и сочетании дефектов кристаллической структуры в индивидах одного морфологического типа для разных кимберлитовых тел, указывающие на своеобразие термодинамических и геохимических условий алмазообразования. Предложена новая методика вероятностного моделирования месторождений и определения принадлежности индивидов к тому или иному коренному источнику по соотношению дефектов кристаллической структуры алмаза.

Практическая значимость работы заключается в следующем.

1. Особенности содержания и распределения оптически активных дефектов в алмазах трубок Ботуобинская и Нюрбинская использованы в качестве дополнительных критериев минералогического районирования Накынского кимберлитового поля.

2. Созданы идентификационные модели алмазов, отражающие основные физические свойства кристаллов кимберлитового тела и позволяющие выделять совокупности алмазов, характерные для данного месторождения.

3. Выявленные оптико-спектроскопические особенности кристаллов определенных морфологических типов различных коренных источников Сибирской провинции и разработанная методика позволили по совокупности физических и морфологических признаков привязать индивиды ряда современных россыпей к конкретной кимберлитовой трубке или прогнозировать новые коренные месторождения в пределах Центрально-Сибирской, Лено-Анабарской и Тунгусской алмазоносных субпровинций. Разработаны четыре рекомендации, которые приняты к внедрению как имеющие научное и прикладное значение для геологоразведочного комплекса АК «АЛРОСА».

Защищаемые положения:

1. Алмазы трубок Ботуобинская и Нюрбинская индивидуальны по свечению в УФ лучах, окраске, содержанию оптически активных дефектов, внутреннему строению и другим признакам, использующимся как типоморфные при минералогическом районировании.

2. Кристаллы определенного морфологического типа каждого месторождения имеют свои содержание, соотношение и распределение по объему А-, В-, Р- и Н-дефектов, свидетельствующие о специфике условий и> образования.

3. Применение вероятностных моделей алмазов, базисными параметрами которых являются дефекты кристаллической структуры, позволя ;т определи гь принадлежность кристаллов из россыпей к их коренным источникам.

Апробация работы. Отдельные положения и разделы работы докладывались и обсуждались: на II и Ш Международных научных симпозиумах по проблемам геологии и освоения недр (Томск, 1999; 2000); VII школе-семинаре «Фотолюминесценция и сопутствующие явления» (Иркутск, 2001); на IV, V, VI' и \ГП Региональных научно-практических конференциях Мирнинского политехнического института (МПТИ) ЯГУ (Мирный, 1999; 2000; 2002; 2003); I Евразийском симпозиуме по сверхпрочным материалам (Якутск, 2002); Региональной научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования, поисков и изучение месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века» (Мирный, 2003); VI Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 2003). По теме кандидатской диссертации опубликовано 14 научных работ. Основные результаты исследований вошли в че 1 ыре отчета о научно-исследовательских работах ЯНИГП ЦНИГРИ, выполненных при непосредственном участии автора.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем работы -140 страниц, включ 1я 105 страниц машинописного текста, десять таблиц, 44 рисунка. Список литературы состоит из 132 наименований.

Работа выполнена в ЯНИГП ЦНИГРИ АК «АЛРОСА» в процессе разработки плановых бюджетных научно-исследовательских и договорных тем с Ботуобинской и Амакинской геологоразведочными экспедициями в 1997-2003 гг. Неоценимая помощь и содействие были оказаны директором ЯНИГП ЦНИГРИ, доктором геол.-мин. наук, профессором Н.Н. Зинчуком, под чьим научным руководством была выполнена эта работа и которому автор выражает глубокую благодарность. Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю признательность доктору геол.-мин. наукА.Я. Ротману, кандидатам геол.-мин. наук Е.И. Борису, А.Е. Герасимчуку, В.И. Коптилю, кандидатам физ.-мат. наук В.П. Миронову, Л.П. Шадриной, сотрудникам ЯНИГП ЦНИГРИ И.И. Антипину, Е.А. Васильеву, Т.В. Кедровой, О.Е. Ковальчуку, Б.С. Помазанскому за научные дискуссии и предоставление разнообразных аналитических данных. Автор тесно сотрудничал с кандидатом физ.-мг.т. наук Ю.В. Утюпиным и Н.О. Свиридовой, оказавшими огромную помощь в математической и компьютерной обработке полученного материала.

Глава 1. Морфологические и физические особенности алмазов и их использование при поисковых работах

В данной главе рассматриваются те известные особенности, классификации или справочные характеристики этого минерала, которые в той или иной степени затронуты нашими исследованиями и используются в алмазной геологии.

Формы роста алмазов и их морфологическая классификация. В структуре алмаза имеются три основные плоские сетки атомов углерода, параллельные граням куба, ромбододекаэдра и октаэдра. Для алмаза теоретически равновесной является грань (111), неравновесными — грани (110) и (100). Морфологическая устойчивость граней (111) и (100) зависит, главным образом, от степени пересыщения среды углеродом. Считается, что эволюция ростовых габитусных форм алмаза происходит при снижении термодинамических параметров в направлении: октаэдрическая (111) -> кубооктаэдрическая (111+100) -» кубическая (100) (Бокий и др., 1986; Бартошинский, 1991). Существует большое число морфологических классификаций алмазов (Ферсман, 1912;Гневушевидр., 1959; Орлов, 1963; 1965; 1973; 1984; Бартошинский, 1966; 1983 и др.). В работе применялась минералогическая классификация алмазов Ю.Л. Орлова, дополненная другими исследователями (Зинчук, Коптиль и др., 1999). Основная масса кристаллов из коренных месторождений Сибирской платформы представлена камнями I разновидности. Эти кристаллы легко поддаются оптико-спектроскопическому изучению, результаты которого представлены в данной работе. Индивиды других разновидностей встречаются значительно реже и изучены автором в меньшей степени.

Внутренняя структура алмазов, их оптически активные дефекты и физическая классификация. В алмазе обнаружено много примесей, но только азот (Kaiser et al., 1959) и бор регистрируются в концентрациях больше 100 at. ppm. Общепринятая физическая классификация природных алмазов основана на их разделении по спектрам поглощения на типы I и II (Robertson et al., 1934). Первый содержит азот в различных формах, второй считается беспримесной разновидностью. Алмаз типа I был далее подразделен на типы 1а и Ib, в зависимости от формы, которую азот принимает в пределах структуры отдельных кристаллов. Атомы азота в алмазах типа 1а присутствуют в А и В непарамагнитных агрегатных состояниях, в то время как в алмазах типа Ib они рассеяны в изолированных местах замещения в виде С-центра (Smith etal., 1959). Согласно современным представлениям, А-центры представляют собой пару смежных, замещающих углерод, азотных атомов (Соболев и др., 1969; Davies, 1976). В-центры образованы тетраэдрически сгруппированными вокруг вакансии атомами азота (Bursill et al., 1986). Центры В2 в настоящее время трактуются как линейные образования толщиной в несколько атомов и обозначаются Р (Woods, 1986; Goss et al., 2001). Наблюдаемые в спектрах алмазов узкие линии на 3107 см1 и 1405 см"1 (Н) приписываются колебаниям атомов в группе С-Н, связанным с кристаллической решеткой (Соболев и др., 1971; Woods et al., 1983). Дефекты кристаллов подразделены (Клюев и др., 1973) на так называемые «основные» (А, В, Р, С) и «дополнительные» центры (N3, S1- S3, НЗ,Н4, 575 нм, 640 нм, 594 нм и др.). Как

основные, так и дополнительные дефекты кристаллической структуры определяются условиями образования (температурой, давлением, составом среды, пересыщением) алмазов и воздействиями на кристалл в постростовой период (тепловой режим, условия для пластической деформации, наличие радиации).

Анализ применяемых типоморфных особенностей алмазов при поисках. Метод поисков коренных месторождений непосредственно по самим алмазам успешно применялся уже на первом этапе изучения Якутской кимберлитовой провинции и других регионов Сибирской платформы. Огромный фактический материал по внешней морфологии алмазов различных источников был собран М.А. Гневушевым, З.В. Бартошинским, Ю. Л. Орловым, В.И. Коптилем и другими исследователями. Наряду с такими характеристиками как форма, строение поверхности кристаллов, часто отражающими лишь заключительный этап их формирования, широко используются данные о содержании структурных дефектов в алмазах, непосредственно связанных с условиями кристаллизации. На основе массовых исследований ультрафиолетового поглощения алмазов Якутии Ю.М. Биленко и Е.В. Соболев установили, что кристаллы из месторождений различных районов кимберлитовой провинции различаются по содержанию в них азота в А-форме. При этом алмазы Мало-Ботуобинского алмазоносного района относительно обогащены А-центрами по сравнению с кристаллами Далдыно-Алакитского алмазоносного района. В то же время алмазы из трубок одного поля часто мало отличаются друг от друга по этому критерию. Как одну из характеристик месторождения статистические распределения кристаллов по содержанию в них дефектов использовали Ю.А. Клюев, В.И. Смирнов, В.И. Непша и другие исследователи. В качестве дополнительных типоморфных признаков алмазов были применены усредненные значения оптически активных центров, проявляющихся в ИК-спектрах алмаза (Блинова, 1987). На примере ряда кимберлитовых тел показана геолого-генетическая информативность данных параметров и типоморфизм алмаза различных уровней: алмазоносных районов, кимберлитовых полей и отдельных кимберлитовых трубок (Kaminsky et в1., 2001). В работах К.П. Аргунова применялся более широкий комплекс изучения морфологических и физических особенностей алмазов, проведена типизация коренных и россыпных месторождений. Специфичность сложного внутреннего строения кристаллов для отдельных кимберлитовых трубок в своих работах подчеркивал В.В Бескрованов. Однако отмечается и необычайно широкий разброс физических свойств и морфологических черт алмазов для каждого источника, а также некоторая неоднородность распределения индивидов с определенными свойствами по объему кимберлитового тела (Биленко, 1980; Орлов, 1984; Зинчук, Коптиль, 2003 и др.). Из известного коренного источника путем увеличения объема валовой пробы можно набрать количество алмазов, достаточное для построения статистически достоверного распределения. Выборки алмазов из россыпей чаще представлены не сотнями, а десятками образцов или несколькими кристаллами, претерпевшими неоднократное переотложение. Данные факты затрудняют сопоставление распределений по определенным признакам алмазов из

коренных и россыпных проявлений, а также идентификацию по ним источника единичных находок кристаллов.

Обобщение литературных данных по морфологии алмаза, его дефектах кристаллической структуры позволяет сделать следующие выводы:

• Формы роста и внешняя морфология алмазов являются легко диагностируемыми типоморфными особенностями данного минерала, заключающими в себе важную генетическую информацию.

• Набор и концентрация дс фектов кристаллической структуры отражают условия генезиса и обуславливают типоморфизм алмазов.

• Необходимо разработать новые подходы для привязки россыпи к кимберлитовой трубке, определения единстве нности или множественности коренных источников по находкам алмазов из россыпей.

Глава 2. Используемые методы исследований алмазов

В главе рассмотрены применяемые в данной работе методы исследования кристаллов (спектроскопия поглощения инфракрасного, ультрафиолетового, видимого света; люминесцентная спектроскопия и фотолюминесцентная томография), описаны аппаратура и ее возможности. Охарактеризованы используемые методики определения содержания и распределения дефектов кристаллической структуры алмаза. Обобщая изложенный материал, необходимо отметить следующее:

• Использование ИК-Фурье спектрометра ФСМ 1201 дает возможность регистрировать спектры ИК-поглощения большого числа природных кристаллов. Нормировка спектров по решеточному поглощению алмаза позволяет исключить ошибку при определении толщины алмазов неправильной формы и учете отражения. По полученным ИК-спектрам можно определять наличие и содержание основных С-, А-, В-, Р- и Н-иентров.

• Использование универсального спектрально-вычислительного комплекса на основе МДР-41 позволяет регистрировать в ультрафиолетовой и видимой областях спектры поглощения алмазов произвольной формы размером более 0.5 мм, вычислять по ним концентрацию основных А-, С-центров и ряда дополнительных дефектов.

• Люминесцентная спектроскопия обладает большей чувствительностью, нежели спектроскопия поглощения, что позволяет регистрировать дефекты, слабо проявляющиеся в поглощение.

' Онтогенический метод исследования алмаза (Бескрованов, 1992) объединяет два самостоятельных направле шя - физическое и минералогическое, показывает изменение форм роста и расг ределение дефектов по объему кристалла.

Глава 3. Типоморфные особенности алмазов из кимберлитовых тел Сибирской платформы

Исходя из того, что кимСерлитовые тела с промышленной продуктивностью в основном сосредоточены в центральной части Сибирской платформы, в данной главе приводится характеристика особенностей алмазов из кимберлитов именно этой территории. Исследования нескольких выборок индивидов из одного месторождения

(разведанного до глубины 1000 м) показали незначительные расхождения (около 5-15%) в содержании кристаллов с определенными свойствами. Эти факты согласуются с литературными данными и позволяют говорить об относительном сохранении основных оптико-спектроскопических свойств алмазов в объеме кимберлитового тела, выделять ассоциации алмазов, характерные только для данного источника, их типоморфные особенности.

Кимберлитовые трубки Мирнинского поля. По типоморфным особенностям алмазов выделяются две крупные группы тел (Зинчук и др., 2001). К1 группе относятся наиболее высокопродуктивные трубки Мир, Интернациональная, им. XXIII съезда КПСС, Дачная и Спутник, ко II - более ранние трубки Таежная и Амакинская.

Рис. 1. Распределение алмазов по содержанию А- (а), В- (б), Р- (в) и Н-центров (г) из коренных месторождений Сибирской платформы.

По результатам наших наблюдений и анализу литературных данных типоморфным и признаками для алмазов месторождений I группы являются: а) октаэдрическая форма роста с преобладанием плоскогранных, а также со штриховкой и полицентрическими гранями октаэдров; б) интенсивная розовая, быстро гаснущая, компонента в спектрах фотолюминесценции; в) преобладание А-системы в спектрах поглощения кристаллов октаэдрического габитуса, причем содержание азота в А-форме основной части октаэдров от 300 до 700 а1. ррт (рис. 1, а), при среднем соотношении коэффициентов поглощения А-, В- и Р-центров как 3:1:0,6 (рис. 2); г) кристаллы типа МБ^ с регистрацией в ИК-спектрах только полосы В; д) фиолетовые кристаллы, в спектре поглощения

видимой области которых ^ Ц9д;е) преобладание периферийной зоны онтогенического вида А заключительного семейства (Бескрованов, 1986; Помазанский, 2002); ж) зонально-секториальное строение кристаллов (рис. 3) с содержанием центральной и периферийной областей (Миронов, 1993; Помазанский, 2002). Общая онтогеническая формула для всей популяции алмазов I группы - {у»р>а}. Для II группы трубок типоморфными признаками являются: а) равное соотношение кристаллов октаэдрического и ромбододекаэдрического габитусов (Зинчук и др., 2001); б) синяя и сине-зеленая компоненты в спектрах фотолюминесценции. Общая онтогеническая формула для всей популяции алмазов II группы первоисточников -{Р>у>а}.

азота в алмазах из коренных месторождений Сибирской платформы.

Кимберлитовые трубки Далдынского поля. Это кимберлитовое поле

расположено в северо-восточной части Далдыно-Алакитского района. Нами проведено изучение кристаллов из трубок Удачная, Иреляхская, Долгожданная, Фестивальная, Зарница. Обобщение результатов исследования позволяет выделить типоморфные свойства алмазов месторождений Далдынского поля: а) невысокое (15 - 25%) содержание кристаллов октаэдрического габитуса, при примерно равном количестве индивидов переходного от октаэдрического к ромбододекаэдрическому и ромбододекаэдрического габитусов (Зинчук и др., 2001); б) содержание примесного азота в форме А-центра колеблется в пределах 0-500 atppm, при доминировании индивидов с концентрацией до 200 at. рртп (рис. 1, а); в) значительное (30-40%) содержание лилово-коричневых (из-за пластической деформации) кристаллов с коэффициентом поглощения бесструктурной полосы на 400 нм более на фоне

которой проявляются НЗ (Н4) и 640 нм дефекты (рис. 4, б); г) алмазы II и IV разновидностей с типичными для С-центра спектрами поглощения; д) большие коэффициенты поглощения № -дефекта (более 2 см'1); е) высокий процент зональных алмазов (рис. 3) и смена цвета свечения ростовых зон в последовательности:

зеленый->голубой->нелюминесцирующая зона, синий-»зеленый~»несветящаяся зона, синий-»зеленый->синий, синий->зеленый-»синий->несветящаяся зона (Помазанский, 2001); ж) доминирует (40-59%) содержание азота в В-форме (рис: 1,6); з) повышенные коэффициенты Р-дефектов (4-28 СМ"1) при малых А (рис. 1, в); и) высокие коэффициентыпоглощения (более 3 СМ'1) Н-центров (рис. 1, г). Общая онтогеническая формула для всей популяции алмазов Далдынского поля - {р» а>у}.

Кимберлитовые трубки Алакит-Мархипского поля. В пределах Алакит-Мархинского поля открыто около 70 кимберлитовыхтел среднепалеозойского возраста (03-С,), но повышенным содержанием алмазов характеризуются только трубки Айхал, Юбилейная, Сытыканская, Комсомольская. Комплексное изучение кристаллов этих месторождений позволило установить типоморфные свойства алмазов данного поля: а) содержание 40-60% кристаллов ромбододекаэдрического габитуса (Зинчук и др., 2001); б) для трубок Сытыканская и Комсомольская повышенное (более 10%) количество индивидов II типа; в) присутствие алмазов 1Уразновидности с интенсивным поглощением С-центра (трубка Айхал); г) наличие в кристаллах области с синей фотолюминесценцией с тангенциальным механизмом роста; д) повышенное (39-53%) содержание в алмазах азота в В-форме (рис. 2), при пониженном содержании водородных Н-центров. Общая онтогеническая формула для алмазов трубок Айхал, Юбилейная - ; Комсомольская, Сытыканская -

Кимберлитовые трубки Накынского поля. Об особенностях морфологии поверхности алмазов р. Марха известно давно (Бобриевич и др., 1959; Бартошинский, 1961). Обнаружение трубок Ботуобинская и Нюрбинская позволило исследовать алмазы из этих тел и выделить их типоморфные свойства. Изученные алмазы представлены в равном соотношении монокристаллами октаэдрического, переходного и ромбододекаэдрического габитусов (около 80%), алмазами IV морфологической разновидности (8-11 %), сростками двух, реже трех кристаллов (около 10%). Для трубок Ботуобинская и Нюрбинская характерно: а) высокое (40-60%) содержание кристаллов с преимущественным вхождением азота в кристаллическую решетку в А-форме с концентрацией до 400 а1. ррш, в их спектрах ИК-поглощения регистрируется А-полоса с коэффициентом поглощения 10-16 СМ"1, при отсутствии полос (или слабых) В-, Р- и Н-дефектов; б) наличие розово-фиолетовых алмазов с доминирующей полосой в области 390 нм в спектрах поглощения видимой области, интенсивность которой в основном и определяет более розовый оттенок окраски; в) присутствие кристаллов IV разновидности с тонкой оболочкой и умеренным поглощением С-центра; г) содержание (около 30-40%) алмазов, в спектрах поглощения видимой области которых не регистрируется КЗ-система; д) высокое количество (около 60-70%) кристаллов с фиолетовой фотолюминесценцией, содержащих интенсивную синюю и слабую красную компоненты в спектре; е) высокое количество визуально однородных по строению и свечению алмазов (рис. 3). В трубках Накынского поля наиболее часто встречаются индивиды, спектры поглощения и фотолюминесценции которых характеризуют алмаз онтогенического вида А периферийной группы. Общая онтогеническая формула для кристаллов трубок Накынского поля -

Таким образом, высокий процент в кимберлитов'ых телах Накынского поля кристаллов, в спектрах ИК-поглощения которых отсутствуют или регистрируются слабые полосы В-, Р- и Н-дефектов, существенно отличает их от индивидов Далдыно-Алакитского района. Содержание алмазов, обогащенных примесью азота в А-форме, сближает месторождения Накынского поля с высокопродуктивными телами Мирнинского поля. Однако концентрации и соотношения других основных и

дополнительных дефектов образцов показывают определенную их специфику. Так отсутствие полосы водорода в ИК-спектрах большинства кристаллов отличает их от алмазов Мало-Ботуобинского района (рис. 1, г). По усредненному коэффициенту поглощения Р-дефекта и его размеру Яр алмазы Накынского поля (рис. 5) индивидуальны и занимают промежуточное положение между кристаллами Мирнинского поля и Далдыно-Алакитского района. Алмазы Накынского поля 1 разновидности в большинстве своем бесцветны. Редкая регистрация в их спектрах поглощения в видимой области Ш-дефекта отличает данные индивиды от алмазов других полей (рис. 4, а). В спектрах окрашенных образцов отсутствуют азотно-вакансионные термические дефекты, вызывающие окраску алмазов Алакит-Мархинского и Далдынского полей. Своей тонкой слабоокрашенной оболочкой и соотношением дефектов индивиды ^разновидности Накынского поля отличаются от таковых из трубки Айхал. Для розово-фиолетовых кристаллов трубок Ботуобинская и Нюрбинская Ц90> к560, в то время как для фиолетовых алмазов Мирнинского поля их соотношение - к560а к390. Среди изученных алмазов других полей розово-фиолетовые индивиды не встречены. Для 60-70% исследованных кристаллов Накынского поля характерна фиолетовая люминесценция, являющаяся следствием сочетания голубого и красного свечения, в то время как для алмазов из трубок Алакит-Мархинского и Далдынского полей доминирующим является голубое свечение, а для трубок Мирнинского поля -розовое. Отмечается и высокий процент визуально однородных по строению и свечению алмазов (рис. 3), в то время как цвет ФЛ ростовых зон большинства кристаллов Далдынского поля сменяется в последовательности зеленый

голубой нелюминесцирующая зона, а для трубок Мир и Интернациональная типичны кристаллы, состоящие из желто-зеленого и розового фантома, а также розовой области в нелюминесцирующей оболочке. Существенно отличаясь от алмазов других полей, кристаллы трубок Ботуобинская и Нюрбинская имеют свои распределения по отдельным параметрам (рис. 6, а, в), средние значения содержаний и частоты встречаемости основных и дополнительных центров в алмазах (таблица) и занимают различное положение на диаграмме Р-Ир (рис. 5). По совокупности особенностей изученные кристаллы следует выделить в отдельную категорию алмазов Накынского поля. Приведенными материалами обосновывается первое защищаемое положение: алмазы трубок Ботуобинская и Нюрбинская индивидуальны по свечению в УФ лучах, окраске, содержанию оптически активных дефектов, внутреннему строению и другим признакам, использующимся как типоморфные при минералогическом районировании.

Таким образом, результаты проведенных комплексных исследований алмазов из коренных месторождений Сибирской платформы и анализ литературных данных показывают, что каждое кимберлитовое тело характеризуется индивидуальным характером присущих ему типоморфных особенностей алмазов по внешней морфологии, внутреннему строению, распределению и соотношению оптически активных дефектов кристаллической структуры, которые указывают на своеобразие термодинамических и геохимических условий алмазообразования, а также постростовых процессов в отдельных трубках, кустах и кимберлитовых полях.

eC 7. 6 ■ 5 • 4

3 • 2 ■

/12

X28

23.

«иб

25 i. 17

i - 02

•10 • 11

15* 16* *13

8«

24>1? 3

19 22 71 / <- 021 *7 1 '-18 ''20

□ ▲

— II

— IV

— V

80 90

Rj>, им

Рис. 5. Положение алмазов ш коренных месторождений и некоторых россыпей Сибирской платформы на диаграмме «Р -размер Р».

1 - Г - поля: I- Мирнинское, II - Накынское, III - Далдынское, IV- Алакит-Мархинское, V— другие; 1-17 - трубки: I- Мир, 2- Интернациональная, 3- Дачная, 4- Таежная, 5- Амакинская, 6- Нюрбинская, 7- Ботуобинская, 8- Удачная, 9- Иреляхская, ¡0- Фестивальная, II- Зарница, 12- Долгожданная, 13- Айхал, 14- Юбилейная, 15- Сытыканская, 16- Комсомольская, 17- трубки Лучаканского поля; 18-28 - россыпи: ¡8- Солур, 19 - лог Хабардина, 20- Западная, 21- р. Ирелях, 22- участок Горный, 23-Tj-J, отложения над трубкой Нюрбинская, 24-р. Улахан-Еленг, 25-р. Эбелях, 26-р. Тюнг, 27- р. Кюлюнке, 28- р. Хахчан.

Глава 4. Оптико-спектроскопические особенности кристаллов основных морфологических типов из различных месторождений Месторождения алмазов Сибирской платформы отличаются количественным соотношением кристаллов октаэдрического, ромбододекаэдрического и переходного между ними габитусов (Зинчук и др., 1999). Экспериментальные наблюдения выявили существенную взаимосвязь между габитусом синтетических, алмазов «и их структурными дефектами (Angel et al., 1968; Клюев и др:, 1972;Малоголовец, 1979). Полученная зависимость распространяется и на природные алмазы. Специфичность оптических спектров монокристаллических разновидностей природных алмазов отмечали многие исследователи (Клюев и др., 1972; Бартошинский, 1981; Аргунов,-1996; Бескрованов, 2000; и другие). Эти факты могут в какой-то мере определять типоморфизм физических свойств кристаллов кимберлитовых трубок с различными по морфологии индивидами. Имеющийся огромный фактический материал позволил провести сравнение оптико-спектроскопических свойств алмазов со схожим строением поверхности из различных месторождений. Кристаллы по внешней морфологии были разделены на четыре основные для коренных месторождений Сибирской платформы группы: 1- плоскогранные октаэдры, 2- октаэдры со штриховкой и полицентрическими гранями, 3- переходные формы, 4- ромбододекаэдры. Для каждой группы с учетом их процентного содержания в исследованной выборке построены статистические распределения (рис. 6) и определены средние содержания А-, В-, Р-, Н-центров (таблица). Отдельно сравнивались соотношения дефектов алмазов II и IV разновидностей из разных источников.

Рис. б. Распределение алмазов различных морфологических типов по содержанию азота в А-форме из трубок: а) Нюрбинская, б) Фестивальная, в) Ботуобинская, г) Мир. /- плоскогранные октаэдры, 2- октаэдры со штриховкой и полицентрическими гранями, 3- переходные формы, 4• ромбододекаэдры.

В общем случае максимальные концентрации азота в А-форме наблюдаются у индивидов первой и второй групп (рис. 6). Для плоскогранных октаэдров трубок Мир и Нюрбинская эти концентрации составляют около 400-500 а1. ррт, Ботуобинская -250-450 а1. ррт, а для трубок Далдынского поля (Иреляхская, Фестивальная) - 0-3 00 а1. ррт. У алмазов первой группы трубок Мир и Нюрбинская наблюдаются минимальные по выборке значения Н-центра (в среднем 0,7 и 0,95 см'1 соответственно), а для плоскогранных октаэдров трубки Фестивальная коэффициенты поглощения этой полосы достигают 11 СМ'1, при среднем значении 2,7 СМ"1. В то же время практически отсутствует полоса 3107 в спектрах алмазов третьей и четвертой групп из трубки Фестивальная, а для таких индивидов из трубок Мир и Нюрбинская она максимальна для выборки. Если в ИК-спектрах октаэдров Мирнинского и Накынского полей регистрируются максимальные Р-полосы поглощения, то их наибольшие коэффициенты поглощения наблюдаются в спектрах кристаллов переходных форм кимберлитовых тел Далдынского поля (таблица). Существенно отличаются индивиды одних групп разных месторождений по содержанию азота в В-форме и степени агрегации этой примеси (таблица). Так для плоскогранных октаэдров Мирнинского и

Таблица

Усредненные содержания дефектов в алмазах из коренных месторождений Сибирской платформы

Трубка Содержание азота, at ipm Рем1 Н, см"1

Группа алмазов А В IN %В

Мир Вся выборка (438) 0-711 287 0-470 161 0-1156 448 0-100 38 0-15 3,0) 0-6.9 1,0

плоскогранные октаэдры 40-686 403 (W61 191 48-1156 594 5-80 32 0-7.5 3,3 0-6,9 0,7

октаэдры со штриховкой и полицешрическими гранями 0-692 257 0465 152 0-1156 409 2-100 38 0-15 3,0 06,8 1,0

переходные формы 0-529 208 0-439 130 0-725 338 6-100 41 0-8,2 2,0 0-6.7 1,4

ромбододекаэдры 0-711 263 0-439 188 0-1080 451 0-92 42 0-8.4 2,9 0-3.1 1,1

Нюрбинская Вся выборка (507) 0-1550 341 0-1013 191 0-1684 532 0-94 33 0-21 5,7 0-19 13

атоскогранные октаэдры 0-747 436 0-692 294 0-1297 730 2-75 40 0-17 6,7 0-5.1 1,0

октаэдры со штриховкой и полшешрическими гранями 0-860 316 0-998 205 0-1580 521 0-79 39 0-21 5,7 0-15,1 1,8

переходные формы 0-1550 210 0-588 81 0-1684 291 1-74 28 0-14 3,2 0-19 1,95

ромбододекаэдры 0-667 215 0-399 96 0-1166 311 4-96 31 0-14 2,8 0-14 2,1

Фестивальная Вся выборка (69) 0-665 149 0-825 158 0,4-947 307 4-84 51 0,4-19 5,3 0-8.3 1,0

плоскогранные октаэдры 20-525 213 9-189 76 58-487 235 4-65 32 1-4.6 3,1 0-10,5 2,7

октаэдры со штриховкой и полицешрическими гранями 3-665 12-825 45-237 17-86 0-19 6,5 0-7.3

214 228 442 51 1,1

переходные формы 65-216 155- 265 165 256-371 55-61 5-12 7,3 0-0.9 од

123 292 57

ромбододекаэдры 0-244 96 0-324 89 0,4-402 185 32-82 1 49 0-9.5 3,6 0-1.2 0,4

* в числителе - пределы колебаний, в знаменателе - среднее содержание.

Далдынского полей отмечается минимальная по выборке степень агрегированное™ азота, а для кристаллов этой группы Накынского поля - наивысшая по выборке. Для большей части кристаллов IV разновидности из трубок Накынского и Алакит-Мархинского полей характерны высокие содержания азота. Различная степень агрегации этой примеси, а также соотношения А-, В-, Р-, Н-центров позволяют идентифицировать источник этих алмазов. Исследование кристаллов II разновидности трубок Удачная и Юбилейная показало их высокое сходство. Однако в спектрах этих алмазов соотношение коэффициентов поглощения основных полос С- и А-центров превышает единицу, а для таких индивидов из северных россыпей (р. Эбелях) наблюдается обратная зависимость. О разных условиях образования алмазов отдельных полей свидетельствуют не только содержание и соотношение дефектов кристаллической структуры, но и их внутреннее строение. Основная масса алмазного вещества октаэдров из месторождений Мирнинского и Накынского полей представлена периферийной областью онтогенического вида А. У большей части индивидов выделенных групп из кимберлитовых трубок Алакит-Мархинского поля доминирует промежуточная область. Эта область преобладает в ромбододекаэдрах и октаэдрах из месторождений Далдынского поля, но кристаллы переходных форм коренных тел этого поля в своем большинстве сформированы центральной областью. Учитывая процентное содержание индивидов определенного морфологического типа (рис. 6) и сформировавшие их области, можно отметить высокую продуктивность заключительного этапа алмазообразования для месторождений Мирнинского и Накынского полей, для коренных источников Алакит-Мархинского поля -промежуточного, Далдынского поля - начального и промежуточного этапов. Изложенными выше материалами раскрывается второе защищаемое положение: кристаллы определенного морфологического типа каждого месторождения имеют свои содержание, соотношение и распределение по объему А-, В-, Р- и Н-дефектов, свидетельствующие о специфике условий их образования.

Таким образом, проведенные исследования показали, что типоморфизм алмазов каждого кимберлитового месторождения обусловливается не только различным количественным соотношением разновидностей кристаллов, но и различным соотношением и содержанием дефектов в алмазах определенных морфологических типов.

Глава 5. Идентификационные модели алмазов и их использование при • прогнозировании и поисках Вероятностные модели алмазов различных месторождений. Специфичность содержания и соотношения оптически активных дефектов в алмазах для разных месторождений, а также квазиунимодальность распределений по отдельным свойствам кристаллов определенного морфологического типа свидетельствуют о компактности множеств в многомерном пространстве признаков, соответствующих индивидам каждой кимберлитовой трубки. При построении даже трехмерной диаграммы, по осям которой отложены коэффициенты поглощения полос А-, В- и Р-

дефектов образуется множество точек в виде плоского облака, имеющего определенное пространственное положение для каждого отдельно взятого месторождения. Только незначительная часть кристаллов, лежащих в окрестности области пересечения множеств алмазов различных трубок, может иметь сочетания значений коэффициентов поглощения, близких для этих месторождений (рис. 7). Эти факты позволяют создать вероятностные модели алмазов месторождений по набору параметров (коэффициентам поглощения основных полос А-, В-, Р-, Н-центров, размеру Р-дефекта, другим характеристикам кристаллов) и определить вероятность принадлежности индивидов каждому из источников с типичными свойствами. Предложенный подход основан на методологии так называемых нечетких множеств—вместо однозначного суждения о принадлежности объекта к исследуемому классу дается количественная "оценка степени принадлежности".

тр Мир тр Сытыканская

Рис. 7. Расположение алмазов из трубок Мир (п=600) и Сытыканская (п=600) на трехмерной диаграмме в координатах коэффициентов поглощения основных полосА-, В-, Р-дефектов.

Для реализации данного подхода необходимо предварительно построить объемные сеточные модели алмазов отдельных кимберлитовых тел, аппроксимирующие плотность распределения вероятности в пространстве признаков. С каждым узлом регулярной сетки ассоциирует элементарный участок и вычисленная вероятность принадлежности ему параметров кристалла. Множество узлов сетки с заданными характеристиками можно рассматривать как вероятностную модель алмазов в исследуемом кимберлитовом теле. Имея п-мерные модели нескольких месторождений, задачу диагностики источника единичных кристаллов можно свести к определению их принадлежности к отдельной модели из множества таковых в этом пространстве. Для корректного определения такой принадлежности необходимо учитывать как минимальное расстояние до модели, так и расстояние, измеряемое по принципу «средней связи». Минимальное расстояние от точки до объекта (объемной модели определяется по формуле:

А™ (*) = тш(г <>,£))

ще - расстояние между точками

Среднее значение расстояния от точких до объекта (объемной модели Г2) рассчитывается как функция

ще -аппроксимированная плотность распределения вероятности в точке мо-

дели.

По предложенной автором методике разработана программа (Свиридова, Богуш, 2002), позволяющая строить вероятностные модели различных объектов в п-мерном пространстве дефектов кристаллов и определять первоисточник алмазов или прогнозировать новый. По минимальному расстоянию от точки х до его модели определяются ближайшие по положению объекты. Если это минимальное расстояние больше заданного пользователем, то прогнозируется новый источник. В обратном случае отбирается месторождение алмазов с минимальным средним значением расстояния от точки* до его модели, которое предположительно и является источником данного кристалла. Тестирование для пяти-, четырех-, трех-, двухмерных случаев с целью выбора наиболее информативных признаков показало, что наилучшие результаты определения принадлежности алмазов кимберлитовому полю или алмазоносному району наблюдаются при использовании трехмерной модели по основным А-, В- и Р-дефектам. Увеличение размерности моделей с добавлением коэффициентов поглощения полос ряда дополнительных дефектов позволяет в отдельных случаях уменьшить области пересечения моделей некоторых объектов одного кимберлитового поля. По полученным моделям легко установить процентное содержание кристаллов с определенным сочетанием структурных дефектов, определяющих физико-механические свойства алмазов, что особенно важно при оценке свойств сырья и правильном подборе технологических схем обогащения руды данного месторождения. Растянутость «облаков» в трехмерном пространстве признаков, отличия в процентном содержании кристаллов с теми или иными свойствами свидетельствуют о том, что алмазообразование для изученных кимберлитовых тел представляет собой длительный петрологический процесс с различными термодинамическими параметрами и продуктивностью отдельных временных интервалов.

Прогнозирование коренных месторождений алмазов по оптико-спектроскопическим свойствам кристалловизроссыпей Сибирской платформы.

Результаты комплексного исследования кристаллов из россыпей использовались при выделении перспективных площадей на возможное нахождение алмазоносных кимберлитовых трубок. В рамках задачи по оценке остаточных перспектив коренной алмазоносности на территории Мало-Ботуобинскогорайона проведено изучение

типоморфных признаков кристаллов из алмазоносных делювиальных образований позднечетвертичного возраста склонов лога Хабардина, протекающего через трубку Мир. Среди четвертичных россыпей наиболее полные данные получены по алмазам россыпи участка Горный. Комплексно изучались алмазы аллювиальных отложений р. Малая Ботуобия и междуречья рр. Улахан-Еленг и Чуоналыр (южный). Предполагаемый источник питания для ореолов рассеяния данного района-трубка Мир. Часть индивидов среди изученных алмазов по соотношению коэффициентов полос поглощения А-, В- и Р-центров отличаются от таковых трубки Мир. Весомая доля этих кристаллов имеет нетипичный для данного месторождения спектр поглощения в ИК и видимой областях, соотношение коэффициентов основных полос поглощения А-, В- и Р-дефектов. Другой типоморфной особенностью изученных алмазов является повышенное содержание кристаллов типа МБ^ с основной формой вхождения азота в форме В-дефекта, которые не превышают 2% в трубке Мир. Выделены группы кристаллов с С-центром в оболочке (IV разновидность) и розовой окраской. Наличие данных индивидов не может объясняться только гидродинамическими условиями их транспортировки и свидетельствует о дополнительном поступлении в русловой аллювий рр. Улахан-Еленг, Ирелях и Малая Ботуобия алмазов из еще необнаруженных кимберлитовых тел. Высокие проценты отличных по физическим особенностям алмазов рр. Улахан-Еленг и Малая Ботуобия от таковых трубки Мир позволяет предположить присутствие в их бассейнах неоткрытых продуктивных кимберлитовых тел среднего размера.

Проведенное изучение алмазов из юрских и триасовых отложений над трубкой Нюрбинская также показало, что более 11% алмазов по соотношению дефектов отличаются от таковых трубки Нюрбинская. Полученные данные позволяют предположить, что потенциал территории в отношении коренной алмазоносности не исчерпывается трубками Нюрбинская и Ботуобинская.

Сопоставлялись типоморфные особенности алмазов Тунгусской площади с таковыми из коренных источников Мало-Ботуобинского и Далдыно-Алакитского районов, наиболее приближенных к границам рассматриваемой территории. В качестве исходного материала использовалась коллекция алмазов из аллювия рр. Ерема и Апка, левых притоков р. Нижняя Тунгуска. Исследование ФЛ и внутренней морфологии алмазов бассейна р. Нижняя Тунгуска показало, что около 76% индивидов имеют однородное распределение центров люминесценции по объему, причем 23% имеют зеленое свечение, а 48% - голубое, в то время как относительное количество всех однородных алмазов из трубок Мир и Удачная не превышает 24% и 26 % соответственно. Особенностью исследованной коллекции является наличие индивидов с облучением. На основании полученных данных можно утверждать, что алмазы Тунгусской площади не имеют генетической связи с высокоалмазоносными коренными источниками Западной Якутии.

Сравнение свойств кристаллов из россыпей севера и северо-востока Сибирской платформы с особенностями алмазов из известных высокопродуктивных трубок

Сибирской платформы показывает их существенное отличие по содержанию и соотношению дефектов. Наблюдается относительное сходство некоторых индивидов рр. Хахчан, Кюлюнке, Тюнг, Эбелях с образцами трубок Лучаканского поля, однако месторождения последнего имеют низкую алмазоносность и не могут являться источником алмазов данных россыпей. По усредненному коэффициенту поглощения Р-центра и его размеру Лр изученные алмазы (рис. 5) занимают промежуточное положение между алмазами трубок Мирнинского, Накынского полей и кристаллами Далдыно-Алакитского района. Присутствие алмазов II, V, VII разновидностей, высокий процент округлых алмазов, указывают на нетрадиционный или нетипичный источник (Граханов, 2001). Наличие безазотных октаэдров и высокий процент обогащенных этой примесью индивидов в россыпях р. Хахчан предполагает несколько коренных источников для этих алмазов и их непосредственную близость. Этими материалами раскрывается третье защищаемое положение: применение вероятностных моделей алмазов, базисными параметрами которых являются дефекты кристаллической структуры, позволяет определять принадлежность кристаллов из россыпей к их коренным источникам.

Таким образом, использование разработанного подхода определения принадлежности кристаллов из россыпей позволяет выделять перспективные площади и по «округлым» индивидам, претерпевшим значительные изменения первоначальной внешней морфологии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты настоящей работы сводятся к следующему:

1. Совокупности алмазов каждого месторождения индивидуальны по содержанию и распределению по объему кристаллов основных и дополнительных дефектов, а также другим признакам. Выделенные оптико-спектроскопические особенности являются дополнительными критериями для крупно-, средне- и мелкомасштабного минералогического районирования Сибирской платформы.

2. Кристаллы определенного морфологического типа характеризуются меньшим разбросом значений концентраций А-, В-, Р- и Н-центров по сравнению со всей выборкой из данного месторождения и имеют отличные содержания этих дефектов. При отборе индивидов для сравнительного анализа необходимо строго учитывать количественное соотношение морфологических разновидностей алмазов, характерное для конкретного источника.

3. Содержание и соотношение А-, В-, Р- и Н-центров в алмазах основных морфологических типов из разных источников различны, что указывает на своеобразие термодинамических и геохимических условий их образования, а также постростовых процессов в отдельных трубках, кустах и кимберлитовых полях.

4. Соотношения дефектов в кристаллах определяют различное положение алмазов из отдельных кимберлитовых тел в п-мерном пространстве этих структурных дефектов. Объемные сеточные модели, аппроксимирующие плотность распределения вероятности в этом пространстве алмазов из отдельных месторождений, позволяют

не только устанавливать процентные содержания кристаллов с определенным соотношением дефектов или свойствами, но и являются своего рода идентификационными моделями алмазов данного источника.

5. Использование предложенных идентификационных моделей позволяет оценить степень принадлежности отдельно взятых кристаллов объекту или выявить алмазы, не характерные для данного источника.

6. На примере отдельных кимберлитовых полей Центрально-Сибирской и Лено-Анабарской субпровинций показана возможность применения результатов комплексного оптико-спектроскопического исследования алмазов для выделения площадей, перспективных на обнаружение новых коренных месторождений.

Основные публикации по теме диссертации:

1. Богуш И.Н. Поглощение и ФЛ алмазов бассейна реки Нижняя Тунгуска// Сб. тр. конф. «Проблемы геологии и освоения недр». -Томск, 1999. -С. 62-63.

2. Миронов В.П., Макарский И.В., Митюхин СИ., Богуш И.Н. Поглощение, люминесценция и внутренняя морфология алмазов из россыпей Тунгуской площади // Сб. тр. конф. «Прогнозирование и поиски алмазных месторождений».-Симферополь, 1999. - С. 286-289.

3. Богуш И.Н. Природа окраски алмазов трубки Ботуобинская // Сб. тр. конф. «Проблемы геологии и освоения недр».-Томск, 2000. - С. 97-98.

4. Богуш И.Н.. Миронов В.П., Митюхин С И. Характеристики алмазов Накынского кимберлитового поля по данным спектроскопии // Сб. тр. «Проблемы алмазной геологии и некоторые пути их решения». - Воронеж: изд-во ВГУ, 2001. - С 359-368.

5. БОТУТТТ И.Н.. Миронов В.П., Помазанский Б.С Оптическая спектроскопия алмазов трубки Ботуобинская, как основа минералогического районирования // Сб. тр. конф. «Люминесценция и сопутствующие явления».- Иркутск, 2001. - С. 18.

6. Богуш И.Н. К вопросу оценки физико-механических свойств алмазов различных месторождений // ЕиЯА8ТЯЕКС0ЬБ-2002: Матер.,1 Евразийского симпозиума. -Якутск, 2002.-С. 40-44.

7. Богуш И.Н. К вопросу определения первоисточника алмазов (по данным ИК спектроскопии) // Сб. тр. конф. «Молодые ученые и наука- 2002».- Мирный, 2003. - С. 87-88

8. Свиридова Н.О.. Богуш И.Н. Определение принадлежности точки трехмерному множеству применительно к данным оптической спектроскопии // Сб. тр. конф. «Молодые ученые и наука- 2002»,- Мирный, 2003.- С 110-111.

9. БОГУШ И. Н.. Васильев Е. А., Помазанский Б. С О дискретности и изменении условий алмазообразования // Сб. тр. «Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века». - Воронеж: изд-во ВГУ, 2003. - С 602-605.

10. Помазанский Б. С. БОГУШ И.Н.. Васильев Е.А., Данилова О.В. Особенности внутреннего строения алмазов типа 1аВ1 // Сб. тр. «Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века». -Воронеж: изд-во ВГУ, 2003. - С. 237-240.

11. Богуш И. Н„ Свиридова Н. О. Моделирование месторождений алмазов данными оптической спектроскопии // Сб. тр. «Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века». - Воронеж: изд-во ВГУ, 2003. - С. 605-608.

12. БОГУШ И. Н.. Свиридова Н. О. Определение принадлежности россыпных алмазных проявлений к коренным источникам по данным оптической спектроскопии // Сб. тр. конф. «Новые идеи в науках о Земле». - Т. 2. - М., 2003. - С. 287.

13. Богуш И. Н. Возможности оценки остаточных перспектив коренной алмазоносности центральной части Мало- Ботуобинского района по данным ИК спектроскопии алмазов // Наука и образование, 2003. - №3 (31). - С. 42-45.

14. Богуш И. Н„ Свиридова Н. О. Определение первоисточника алмазов по данным ИК спектроскопии // Изв. ВУЗов. Геология и разведка, 2003. - №5. - С. 14-16.

Заказ № 424. Тираж 100 экз. Отпечатано в ООО «Мирнииская городская типография». Лицензия ПД 01003 от 23.03.2001 г. Республика Саха (Якутия), г. Мирный, ул. Советская, 4

Êlv.3894

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Богуш, Ирина Николаевна

Ч. ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АЛМАЗОВ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ ПОИСКОВЫХ РАБОТАХ.

1.1. Формы роста алмазов и их морфологическая классификация.

1.2. Внутренняя структура алмазов, их оптически активные дефекты и физическая классификация.

1.3. Анализ применяемых типоморфных особенностей алмазов при ij^ поисках.

ГЛАВА 2. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ АЛМАЗОВ.

2.1. ИК - спектроскопия.

2.2. Поглощение в ультрафиолетовой области.

2.3. Поглощение в видимой области.

2.4. Фотолюминесцентная спектроскопия.

2.5. Фотолюминесцентная томография.

ГЛАВА 3. ТИПОМОРФНЫЕ ОСОБЕННОСТИ АЛМАЗОВ ИЗ jj. КИМБЕРЛИТОВЫХ ТЕЛ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ.

3.1. Кимберлитовые трубки Мирнинского поля.

3.2. Кимберлитовые трубки Далдынского поля.

3.3. Кимберлитовые трубки Алакит-Мархинского поля.

3.4. Кимберлитовые трубки Накынского поля.

3.5. Оптико-спектроскопические особенности алмазов основных районов, полей и месторождений Сибирской платформы.

3.5.1. Сравнительная характеристика кристаллов различных алмазоносных районов и полей.

3.5.2. Сходство и различие алмазов из различных месторождений одного кимберлитового поля.

ГЛАВА 4. ОПТИКО-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

КРИСТАЛЛОВ ОСНОВНЫХ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ типов из РАЗЛИЧНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

4.1. Кимберлитовые трубки Далдынского поля.

4.2. Кимберлитовые трубки Накынского поля.

4.3. Кимберлитовые трубки Мирнинского поля.

4.4. Региональные отличия оптико-спектроскопических характеристик алмазов основных морфологических типов.

ГЛАВА 5. ИДЕНТИФИКАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ АЛМАЗОВ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ ПРОГНОЗИРОВАНИИ И ПОИСКАХ.

5.1. Вероятностные модели алмазов различных месторождений.

5.2. Некоторые аспекты природного алмазообразования.

5.3. Прогнозирование коренных месторождений алмазов по оптико-спектроскопическим свойствам кристаллов из россыпей Сибирской платформы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оптико-спектроскопические свойства алмазов как критерии прогнозирования их коренных месторождений"

Цель работы - разработка новых подходов определения принадлежности алмазов из россыпей известному или прогнозируемому коренному месторождению.

Основные задачи, которые решались для достижения этой цели следующие.

1. Изучить комплексом оптико-спектроскопических методов алмазы из трубок, находящихся в сложных геологических условиях, и выделить их типо-морфные особенности для дальнейших целенаправленных поисков на перспективных площадях.

Фактический материал и методы исследований. В работе использованы результаты оптико-спектроскопических исследований алмазов коренных и россыпных месторождений Сибирской алмазоносной провинции, в получении части которых автор принимал непосредственное участие при выполнении научно-исследовательских тем в ЯНИГП ЦНИГРИ АК «АЛРОСА» за период 1997-2003 гг. Комплексно изучались алмазы трубок Алакит-Мархинского (Сытыканская, Юбилейная, Комсомольская, Айхал), Далдынского (Удачная, Фестивальная, Долгожданная, Иреляхская), Мирнинского (Мир, Интернациональная, Дачная, Амакинская, Таежная), Накынского (Ботуобинская, Нюрбинская) кимберлито-вых полей и ряда современных россыпей Центрально-Сибирской, Лено-Анабарской и Тунгусской алмазоносных субпровинций. При этом осуществлялись исследования алмазов методами фотолюминесцентной томографии (ФТ), фотолюминесценции (ФЛ), спектроскопии поглощения в видимой (ВО), ультрафиолетовой (УФ) и инфракрасной (ИК) областях. Лично автором было зарегистрировано и проанализировано спектров: ИК - 6130, УФ - 2970, ВО - 4710, ФЛ - 1230. Также в работе использованы результаты комплексного исследования алмазов из базы данных ЯНИГП ЦНИГРИ. Внедрение современных точных методов, адаптация, разработка новых методик исследования, в которых автор принимал непосредственное участие, позволили получить большой объем оптико-спектроскопических характеристик алмазов из различных источников.

Научная новизна работы. Впервые определены оптико-спектроскопические особенности алмазов коренных источников Накынского кимберлитового поля, проведено их сопоставление с таковыми из месторождений других полей Сибирской платформы, выявлены черты сходства и различия между ними. Установлены отличия в содержании и сочетании дефектов кристаллической структуры в индивидах одного морфологического типа из разных кимберлитовых тел, указывающие на своеобразие термодинамических и геохимических условий алмазообразования. Предложена новая методика вероятностного моделирования месторождений и определения принадлежности индивидов к тому или иному коренному источнику по соотношению дефектов кристаллической структуры алмаза.

Практическая значимость работы заключается в следующем.

Защищаемые положения:

3. Применение вероятностных моделей алмазов, базисными параметрами которых являются дефекты кристаллической структуры, позволяет определять принадлежность кристаллов из россыпей к их коренным источникам.

Апробация работы. Отдельные положения и разделы работы докладывались и обсуждались: на II и III Международных научных симпозиумах по проблемам геологии и освоения недр (Томск, 1999; 2000); VII школе-семинаре «Фотолюминесценция и сопутствующие явления» (Иркутск, 2001); на IV, V, VII и VIII Региональных научно-практических конференциях Мирнинского политехнического института (МПТИ) ЯГУ (Мирный, 1999; 2000; 2002; 2003); I Евразийском симпозиуме по сверхпрочным материалам (Якутск, 2002); Региональной научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века» (Мирный, 2003); VI Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 2003). По теме кандидатской диссертации опубликовано 14 научных работ [1-14]. Основные результаты исследований вошли в четыре отчета о научно-исследовательских работах ЯНИГП ЦНИГРИ, выполненных при непосредственном участии автора.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем работы - 140 страниц, включая 105 страниц машинописного текста, десять таблиц, 44 рисунка. Список литературы состоит из 132 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Богуш, Ирина Николаевна

Основные результаты настоящей работы сводятся к следующему:

4. Соотношения дефектов в кристаллах определяют различное положение алмазов из отдельных кимберлитовых тел в n-мерном пространстве этих структурных дефектов. Объемные сеточные модели, аппроксимирующие плотность распределения вероятности в этом пространстве алмазов из отдельных месторождений, позволяют не только устанавливать процентные содержания кристаллов с определенным соотношением дефектов или свойствами, но и являются своего рода идентификационными моделями алмазов данного источника.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Богуш И.Н. Поглощение и ФЛ алмазов бассейна реки Нижняя Тунгуска // Сб. тр. конф. «Проблемы геологии и освоения недр». - Томск, 1999. - С. 62-63.

2. Миронов В.П., Макарский И.В., Митюхин С.И., Богуш И.Н. Поглощение, люминесценция и внутренняя морфология алмазов из россыпей Тунгуской площади // Сб. тр. конф. «Прогнозирование и поиски алмазных месторождений».- Симферополь, 1999. - С. 286-289.

4. Богуш И.Н., Миронов В.П., Митюхин С.И. Характеристики алмазов На-кынского кимберлитового поля по данным спектроскопии // Сб. тр. «Проблемы алмазной геологии и некоторые пути их решения». - Воронеж: изд-во ВГУ, 2001.-С. 359-368.

5. Богуш И.Н., Миронов В.П., Помазанский Б.С. Оптическая спектроскопия алмазов трубки Ботуобинская, как основа минералогического районирования // Сб. тр. конф. «Люминесценция и сопутствующие явления».— Иркутск, 2001.-С. 18.

6. Богуш И.Н. К вопросу оценки физико-механических свойств алмазов различных месторождений // EURASTRENCOLD - 2002: Матер. I Евразийского симпозиума. - Якутск, 2002. - С. 40-44.

7. Богуш И.Н. К вопросу определения первоисточника алмазов (по данным ИК спектроскопии) // Сб. тр. конф. «Молодые ученые и наука- 2002».— Мирный, 2003. - С. 87-88.

8. Свиридова Н.О., Богуш И.Н. Определение принадлежности точки трехмерному множеству применительно к данным оптической спектроскопии // Сб. тр. конф. «Молодые ученые и наука- 2002».- Мирный, 2003.- С. 110-111.

9. Богуш И. Н. Васильев Е. А., Помазанский Б. С. О дискретности и изменении условий алмазообразования // Сб. тр. «Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века».-Воронеж: изд-во ВГУ, 2003. - С. 602-605.

10. Помазанский Б. С., Богуш И.Н., Васильев Е.А., Данилова О.В. Особенности внутреннего строения алмазов типа ТаВi // Сб. тр. «Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века». - Воронеж: изд-во ВГУ, 2003. - С. 237-240.

11. Богуш И. Н. , Свиридова Н. О. Моделирование месторождений алмазов данными оптической спектроскопии // Сб. тр. «Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге XXI века». - Воронеж: изд-во ВГУ, 2003. - С. 605-608.

12. Богуш И. Н., Свиридова Н. О. Определение принадлежности россыпных алмазных проявлений к коренным источникам по данным оптической спектроскопии // Сб. тр. конф. «Новые идеи в науках о Земле». - Т. 2. - М., 2003. - С. 287.

13. Богуш И. Н. Возможности оценки остаточных перспектив коренной ал-мазоносности центральной части Мало-Ботуобинского района по данным ИК спектроскопии алмазов // Наука и образование, 2003. - №3 (31). - С. 42-45.

14. Богуш И. Н., Свиридова 11. О. Определение первоисточника алмазов по данным ИК спектроскопии // Изв. ВУЗов. Геология и разведка, 2003. - №5. - С. 14-16.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Богуш, Ирина Николаевна, Мирный

1. Ферсман А.Е. Кристаллография алмаза. М.: изд-во АН СССР, 1955. — 566 с.

2. Костов И. Кристаллография. М.: Мир, 1965. - 528 с.

3. Евдокимов М.В., Ладыгина М.Ю., Нестеров А.Р. Морфология природных алмазов и механизмы се формирования // СПб. ун-т. Уральский геологический журнал, 2000. №4 (16). - С. 9-43.

4. Клюев Ю.А., Дуденков Ю.А., Непша В.И. Некоторые особенности условий образования алмазов по формам их роста и распределению примесных оптически-активных центров // Геохимия, 1973. № 7. - С. 1029-1035.

5. Бартошинский З.В., Квасница В.Н. Кристалломорфология алмаза из кимберлитов. Киев: Наукова думка, 1991.-172 с.

6. Годлевский М. Н., Гуркина Г.А. Морфологический ряд октаэдр-куб кристаллов алмаза//3 В МО, 1977.-Ч. 106.- Вып. 6. С. 641-650.

7. Чепуров А.И., Федоров И.И., Сонин В.М. Экспериментальное моделирование процессов алмазообразования. Новосибирск: изд-во СО РАН НИЦ ОИГГМ, 1997.- 196 с.

8. Гневушев М.А., Шсманин В.И., Шеманина Е.И. Еще раз о происхождении округлых алмазов// Мйнсралогич. сб. Львов, геол. об-ва, 1964. — №18. — С. 361-367.

9. Бартошинский З.В. Кристаллография алмазов с проявлениями природного растворения // Минералогии, сб. Львов, геол. об-ва, 1965. — №19. — С. 444— 452.

10. Бартошинский З.В. Минералогическая классификация природных алмазов // Минерапогич. журнал, 1983. Т. 5. - №5. -С. 84-93.

11. Шафрановский И.И. Кристаллография округлых алмазов. — Л.: ЛГУ, 1948.-132 с.

12. Орлов Ю.Л. Растворение и коррозия алмазов в процессе формирования и автометаморфизма алмазоносных пород // Тр. Минералогич. музея АН СССР, 1962.-Вып. 13.-С. 141-154.

13. Бескрованов В.В. Онтогения алмаза. Новосибирск: Наука, 2000. — 264с.

14. Ферсман А.Е. Алмаз, его кристаллизация и происхождение // Популярный естественно-исторический журнал «Природа».- М.: Природа, 1912. — 624-1 640 с.

15. Орлов Ю.Л. Минералогия алмаза. М.: Наука, 1984.— 264 с.

16. Зинчук Н.Н., Коптйль В.И., Борис Е.И., Липатова А.Н. Типоморфные особенности алмазов из кимберлитовых тел Сибирской платформы в связи с прогнозированием и поисками месторождений алмазов // Вестн. Воронеж, унта. Геология, 1999.-№7.-С. 155-166.

17. Бартошинский З.В. Сравнительная характеристика алмазов различных алмазоносных районов Западной Якутии // Геология и геофизика, 1961. — № 6. -С. 40-50.

18. Бартошинский З.В. Кристалломорфология якутских алмазов // Авто- " реф. дис. канд. геол.- минер, наук. Львов, 1962. - С. 17.

19. Гневушев М.А., Бартошинский З.В. К морфологии якутских алмазов // Тр. ЯФ СО АН СССР. Сер. Геолог., 1959. Вып. 4. - С. 74-92. .

20. Гневушев М.А. Алмазы и условия их образования в природе (на примере отечественных месторождений) // Автореф. дисс. докт. геол-минерал. наук.-Л., 1972.-50 с.

21. Зинчук Н.Н., Коптйль В.И. Типоморфизм алмазов Сибирской платформы. — М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. 603 с.

22. Шалимова К.В. Физика полупроводников. М.: «Энергия», 1976. — 415с.

23. Вечерин П.П., Журавлев В.В., Квасков Ю.А., Клюев Ю.А., Красильни-ков А.В., Самойлович М.И., Суходольская О.В. Природные алмазы России. — Москва: Полярон, 1997. 304 с.

24. Бокий Г. Б., Безруков Г. Н., Клюев Ю. А., Налетов А. М., Непша В. И. Природные и синтетические алмазы. М.: Наука, 1986. — 222 с.

25. Kaiser W., Bond W. Nitrogen, a major impurity in common type I diamond //Phys. Rev., 1959.-v.l 15.-P. 857.

26. Соболев E.B., Лисойван В.И. Примесные центры в алмазах // Тез. VIII отчета, научн. конф. Новосибирск, 1971. - С. 60-61.

27. Woods G.S., Collins А.Т. Infrared absorption spectra of hydrogen complexes in Type I diamonds // J. Phys. Chem. Solids, 1983. Vol. 44. - No. 5. - P.471—475.

28. Robertson R., Fox J. J., Martin A.E. Two types of diamond // Phil. Trans. Roy. Soc., 1934. — V. A232(719). — P. 463-535.

29. Evans Т., Phaal C. Imperfections in Type I and Type II diamond // Proc. Roy. Soc., 1962. V. A270. - P. 538-552.

30. Клюев Ю.А., Непша В.И., Дуденков Ю.А. О физической классификации алмазов // Физико-химические свойства алмазов. — М.: ВНИИалмаз, 1974.-С. 3-15.

31. Smith W.V., Gelles S.L., Sorokin P.P. Electron spin resonance of acceptor states in diamond // Phys. Rev., 1959. V. 115 (6). - P. 1546 - 1552.

32. Соболев E.B., Самсоненко 11.Д., Ильин В. E. и др. О преимущественном состоянии азота в природном алмазе //ЖСХ, 1969 -№ 10. с. 552-553.

33. Davies G. The A nitrogen aggregate in diamond its symmetry and posible structure //J. Phys. C: Solid State Phys., 1976. - Vol. 9. - P. L537-L542.

34. Соболев E. В. Азотные центры и рост кристаллов природного алмаза // Проблемы петрологии земной коры и верхней мантии. Новосибирск: Наука, 1978.-С. 245-255.

35. Bursill L.A.,Glaisher R.W. Agregation and dissolution of small and extended defect structures in type I a diamond // Amer. Miner, 1985. Vol. 70. - P. 608-618.

36. Соболев E.B., Лисойван В.И. О природе свойств алмазов промежуточного типа // Докл. АН СССР, 1972. Т.204. - № 1. - С. 88-91.

37. Соболев Е.В., Ленская С.В., Лисойван В.И. О пластинчатых образованиях в структуре природных алмазов // Журнал структурной химии, 1968. — Т.9. № 6. — С. 1029-1033.

38. Woods G.S. Platelets and the infrared absorption of type la diamonds // Proc. Roy. Soc. London, 1986. - Vol. A 407. - P. 219-238.

39. Клюев Ю.А., Непша В.И., Дуденков Ю.А. и др. Спектры поглощения алмазов разных типов//Докл. АН СССР, 1972.-Т. 203.-№5.-С. 1054-1057.

40. Клюев Ю.А. Основные оптические дефекты в алмазах // Тр. межд. сем.: «Сверхтвердые материалы: синтез, свойства, применение». — Киев, 1983. — С. 111-117.

41. Соболев Е.В., Юрьева О.П. Системы голубого свечения в алмазе // Сверхтвердые материалы, 1990. № 2. - С. 3-13.

42. Мокиевский В.А., Титова В.М., Бартошинский З.В. Проявление пластической деформации в алмазах и некоторые вопросы, связанные с пластичностью кристаллов//ЗВМО, 1962.- Ч. 91.-Вып. 4. С. 381-393.

43. Бартошинский З.В. Минералогия алмазов из месторождений Якутии // Дис. Док. геол.-мин. наук. Львов, 1981.- 346 с.

44. Taylor W.R., Canil D., Milledge H.J. Experimental determination of the kinetics of lb to IaA nitrogen aggregation with application to natural Ib-IaA diamonds // 6 international kimberlite Conference. — Russia, 1995. — P. 611-613.

45. Mendelssohn M.J., Milledge H.J. Recent advances in the interpretation of . the mid- infrared absorption spectra of diamond // 6 international kimberlite Conference. Russia, 1995. - P. 374-375.

46. Клюев Ю.А., Налетов A.M., Непша В.И и др. Превращение оптически активных центров в синтетических алмазах под действием температуры // ЖФХ, 1982.-№3.-С. 524-531.

47. Тальникова С.Б. Сингенетические включения в алмазах разного габитуса из кимберлитовых трубок Якутии // Автореф. дис. канд. геол.-минер. наук. Новосибирск, 1993. -18 с.

48. Гневушев М.А. Алмазы Западной Якутии // Автореф. дис. канд. геол.-минер. наук. -Л., 1958. 24 с.

49. Бартошинский З.В. Кристалломорфология алмазов из россыпей северо-востока Сибирской платформы // Минер, сб. Львов, ун-та, 1966. Вып. 3. — № 20.-С. 384-388.

50. Владимиров Б.М., Зубарев Б.М., Каминский Ф.В. и др. Геология и генезис алмазных месторождений. М.: Изд-во ЦНИГРИ, 1989. - Кн. 2. — 424 с.

51. Соболев Е.В., Ленская С.В. О проявлении "газовых" примесей в спектрах природных алмазов // Геология и геофизика, 1965. №2. - С. 157—159.

52. Коптиль В.И., Биленко Ю.М. Типоморфизм алмазов из россыпей северо-восточной части Сибирской платформы по данным их комплексного исследования // Методы комплексного изучения алмазосодержащего сырья. — М.,1983.- Вып. 175. С. 37-46.

53. Коптиль В.И., Биленко Ю.М., Жихарева В.П., Зудин Н.Г., КрючковV

54. Каминский Ф.В., Бартошинский З.В., Блинова Г.К. и др. Методическое руководство по комплексному исследованию типоморфных свойств алмазов при локальном прогнозировании и поисках коренных месторождений алмазов. М.: ЦНИГРИ, 1988. - 88 с.

55. Коптиль В.И., Биленко Ю.М. Типоморфизм алмазов из россыпей северо-восточной части Сибирской платформы И Научные методы прогнозирования поисков и оценки месторождений алмазов. Новосибирск, 1980. — С. 69—70.

56. Биленко Ю. М. Содержание азота в алмазах Якутских месторождений // Геология и геофизика, 1979. -№7.-С. 146-147.

57. Биленко Ю.М. Содержание азота в алмазах из коренных месторождений Якутии // Геология и геофизика, 1982. № 10. - С. 78-82.

58. Блинова Г.К., Илупин И.П., Гуркина Г.А., Фролова JI.H. Примесные центры в алмазах двух районов Сибирской кимберлитовой провинции // Геология и геофизика, 1991. №8. - С. 95-98.

59. Kaminsky F.V., Khachatryan G.K. Characteristics of nitrogen and other impurities in diamond, as revealed by infrared absorption data // Canad. Mineralogist, 2001. Vol. 39. - P. 1733-1745.

60. Клюев Ю. А., Смирнов В. И., Непша В. И. Сравнительная характеристика алмазов из разных месторождений // Алмазы и сверхтвердые минералы, 1979.— №11. —С. 2—4.

61. Клюев Ю.А., Смирнов В.И., Непша В.И. Статистическое распределение кристаллов по дефектам как одна из характеристик месторождения // Тр. ЦНИГРИ, 1980.-С. 51-57.

62. Харькив А.Д., Квасница В.Н., Сафронов А.Ф., Зинчук Н.Н. Типомор-физм алмаза и его минералов-спутников из кимберлитов. — Киев: Наукова думка,-1989.-183 с.

63. Аргунов К.П. Оптические свойства и морфология алмазов Якутии // Дис. канд. геол.-минер. наук. Мирный, 1987.

64. Аргунов К.П. Типоморфизм алмазов и использование его при прогнозировании, поисках и оценке месторождений // Дис. докт. геол.-минер. наук. — Мирный, 1996.

65. Миронов В.П. Закономерности во внутреннем строении алмазов Мало-Ботуобинского кимберлитового поля // Физико-технические проблемы разработки месторождений полезных ископаемых, 1993 -№3. с 110-118.

66. Крутоярский М. А. Принципы прогнозирования и методы поисков коренных месторождений алмазов // Прогнозирование и методы поисков месторождений никеля, олова и алмазов в Советской Арктике. — JI., 1968. -С. 70—71.

67. Харькив А.Д. Минералогические основы поисков алмазных месторождений. М.: Недра, 1978. - 136 с

68. Харькив А.Д., Зинчук Н.Н., Зуев В.М. История алмаза. — М.: Недра, 1997.-601 с.

69. Милашев-В.А. Районирование кимберлитовых провинций и прогнозы их алмазоносности // Основы научного прогноза рудных и нерудных полезных ископаемых. — Л., 1971. С. 64-82.

70. Плотникова М.И., Салтыков О.Г. Принципы и методика среднемас-штабных минерагенических и прогнозных карт алмазных россыпей Западной Якутии // Сов. геология, 1968. № 1. - С. - 78-91.

71. Прокопчук Б.И. Зональность размещения алмазных россыпей на древних платформах // Минеральные месторождения. М.: Наука, 1976. — С. 186— 196.л

72. Соболев Н.В. О минералогических критериях алмазоносности кимберлитов//Геология и геофизика, 1971.- №3.-С. 61-72.

73. Одинцов М.М., Владимиров Б.М. Некоторые общие закономерности пространственного размещения кимберлитов и алмазных месторождений в земной коре // Сб. "Вопросы генезиса и закономерности размещения алмазных месторождений". М., 1966. - С. 34-51.

74. Зинчук Н.Н., Коптиль В.И., Борис Е.И., Липатова А.Н., Ягупов С.А. Принципы классификации и районирования территорий по алмазам (на примере Сибирской платформы) // Вестн. Воронеж. Ун-та. Геология, 1998. — № 5.-С. 208-225.

75. Зинчук Н.Н., Коптиль В.И., Борис Е.И. Основные аспекты разномасштабного районирования территорий по типоморфным особенностям алмаза (на примере Сибирской платформы) // Геология рудных месторождений, 1999. Т. 1. — Вып. 16. — № 6. - С. 516-526.

76. Никулин В.И., Лслюх М.И., Фон-дер-Флаас Г.С. Алмазопрогностика // Методическое пособие. Иркутск, 2002. - 320 с.

77. Биленко Ю.М. Содержание азота в алмазах из глубоких горизонтов некоторых кимберлитовых трубок // Минер. Сб. Львов, ун-та, 1980. №34. — Ч. 2. -С. 67-70.

78. ОСТ 41-08-205-99. Методики количественного химического анализа. —96 с.

79. ОСТ 41-08-262-86. Внутрилабораторный контроль правильности результатов рядовых количественных анализов твердых негорючих полезных ископаемых и продуктов их переработки. 42 с.

80. Boyd S. R., Kiflawi I., Woods G. S. The relationship between infrared absorption and A-defect concentration in diamond // Phil. Mag., 1994. -Vol. B69. — № 6.-P. 1149-1153.

81. Boyd S. R., Kiflawi I., Woods G. S. Infrared absorption by the В nitrogen aggregate in diamond // Phil. Mag., 1995. Vol. B72. -№3. - P. 351-361.

82. Mendendelssohn M.J., Milledge H.J. Geologically significant information from routine analysis of the mid-infrared spectra of diamonds // Intern. Geol. Rev., 1995.-Vol. 37.-P. 95-110.

83. Клюев Ю.А. Интенсивность полос в ИК-спектре поглощения природных алмазов // Алмазы, 1971. № 6. - С. 9-12.

84. Левшин Л.В., Салецкий A.M. Люминесценция и ее измерения. Молекулярная люминесценция. — М.: МГУ, 1989. — 272 с.

85. Бартошинский З.В., Бекеша С.Н., Васильев В.В., Волошиновский А.С., Пидзырайло Н.С., Токаривский М.В. Кинетика люминесценции N3-центров природных алмазов // Минер, журн., 1990.-Т. 12.—№6. —С. 85—87.

86. Бескрованов В.В. Онтогеиический метод исследования природного алмаза // Учебное пособие. Якутск, 2000. -15 с.

87. Коптиль В.И. Типоморфизм алмазов северо-востока Сибирской платформы в связи с проблемой прогнозирования и поисков месторождений алмазов // Автореф. дис. канд. геол.-минер. наук. -Новосибирск, 1994. —34 с.

88. Бобриевич А. П., Бондаренко М. Н., Гневушев М. А. и др. Алмазные местрождения Якутии. М.: Гос. изд-во геологии и охраны недр, 1959. - 528 с.

89. Mironov V. Internal morphology of diamond from Udachnaya pipe according to the data of luminescence tomography method // Pross. of the 7-th international kimberlite conf. Cape Town, 1998. - P. 597.

90. Помазанский Б.С. Внутреннее строение кристаллов алмаза трубок На-кынского поля // Проблемы алмазной геологии и некоторые пути их решения. — Воронеж: изд-во ВГУ, 2001. С. 413-422.

91. Ковальчук О.Е., Помазанский Б.С. О привязке возможных ореолов рассеяния и россыпей, образованных от трубок Ботуобинская и Нюрбинская // Сб. тр. «Молодые ученые и наука-2002». Мирный: МПТИ, 2002. - С. 95-96.

92. Клюев Ю.А., Дуденков Ю.А., Непша В.И. Особенности оптических и макроволновых спектров монокристаллических разновидностей природных алмазов // Алмазы, 1972. №6. - С. 1 -7.

93. Блинова Г.К. Структурные примеси как индикаторы механизма ростаприродных кристаллов алмаза // Докл. АН СССР, 1987. Т. 294. - № 4. - С. 868-871.

94. Орловский С. А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. — М.: Наука, 1981. 208 с.

95. Wild R.K., Evans Т., Lang A.R. Birefringence, X-ray topography and electron microscope examination of the plastic deformation of diamond // Philos. Mag.,1967. vol. 15. - № 134. - p. 267-279.

96. Каминский Ф.В., Семеиова-Тян-Шанская А.С. Исследование микротвердости природных алмазов с различным характером люминесценции // Алмазы, 1969. №6. - с. 7-10.

97. Налетов A.M., Клюев Ю.А., Мильман Ю.В. Влияние В1-центров на твердость алмазов типа 111 // Алмазы и сверхтвердые материалы, 1978. — №8. — с. 1-2.

98. Варшавский А.В. Аномальное двупреломление и внутренняя морфология алмаза. -М.: Наука, 1968. 92 с.

99. Белименко Л.Д., Самойлович М.И. Электронно-микроскопическое изучение реальной структуры алмазов различного генезиса // Синтез минералов и экспериментальные исследования.-М.: Недра, 1981. —С. 154-160.

100. Якубова С.А., Геншафт Ю.С. Некоторые особенности внутреннего строения природных алмазов // Алмазы, 1973. №7. - С 2-6.

101. Миронов В.П. Эволюция формы природного алмаза в процессе роста // НТ и ПЖ «Алмазы», 2001. Пилотный номер. - С. 97-100.

102. Специус З.В. Роль летучих компонентов в формировании коренных месторождений алмазов // Тез.докл. II Вссс. сов. "Природные газы Земли и ихроль в формировании земной коры и месторождений полезных ископаемых". — М., 1982.-С.116-i 17.

103. Специус З.В., Серенко В.П. Состав континентальной верхней мантии и низов коры под Сибирской платформой М.: Наука, 1990. - 272 с.

104. Братусь М.Д., Зинчук Н.И., Аргунов К.П., Сворень И.М. Состав флюидов во включениях в кристаллах алмаза Якутии // Минерал. Журн., 1990. -Т. 12.-№4.-С. 49-56.

105. Тальникова С.Б., Барашков Ю.П., Сворень И.Н. Состав и содержаниеvгазов в алмазах эклогитового и ультраосновного парагенезиса из кимберлитовых трубок Якутии//Докл. АН СССР, 1991.-Т. 321.-№ 1.-С. 194-197.

106. Ваганов В.И. Алмазные месторождения России и мира. Основы прогнозирования. — М.: ЗАО «Геоииформмарк», 2000. — 371 с.

107. Chrenko R.M., Tuft R.E., Strong Н.М. Transformation of the state of nitrogen in diamond//Nature, 1977.-V. 270.-P. 141-144.

108. Evans Т., Qi Z. The kinetic of aggregation of nitrogen atoms in diamond // J. Phys/C: Solid State Phys., 1981. V. 14. -№ 12. - P. 378-380.

109. Чепуров А.А., Сонин B.M., Чепуров А.И. Влияние силикатов на рост синтетических кристаллов алмаза. Экспериментальная минералогия // ЗВМО, 2002. -Ч. CXXXI. № 1. - С. 107-110.

110. Дигонский В.В., Дигонский С.В. Закономерности образования алмаза. СПб.: Недра, 1992. - 223 с.

111. Миронов В.П., Митюхин С.И. Поглощение, люминесценция и внутренняя морфология алмазов из россыпей Тунгусской площади (бассейн р. Ниж. Тунгуска) //Геология и геофизика, 2001. Т. 42. -№ 5. - С. 831-840.

112. Граханов С.А. Алмазоносность россыпей северо-востока Сибирской платформы и перспективы поисков их коренных источников//Дис. канд. геол:-минер. наук. — Мирный, 2001.-213 с.

113. Оценка воспроизводимости определения концентрации азотав форме А-цеитра.

114. Для анализа взяты 50 кристаллов алмаза трубки Айхал, измерены концентрации азота в форме А-центра и вычислена разность (dj) между результатами • парных определений в каждой пробе (dj= Cji-Cj2).

115. Значение систематического расхождения d для контролируемого интервала вычисляли по формуле:1. N Nd =I(C,rC2j)/N=Idj/N, i iгде Cij-результат анализа. пробы по первому анализу; где Сг^результат анализа] - пробы по второму анализу; j=l,2,., N-число проб.

116. В контролируемый интервал содержаний ближайшего к азоту углероду от 0,003986 0,07907% входят по ОСТ 41-08-212-82 четыре интервала: 0,050,099%, 0,020 - 0,049%, 0,010 - 0,019% и 0,0050-0,0099%.

117. Так как данное условие выполнялось для первого, второго и третьего интервалов, систематические погрешности незначимы, систематической погрешностью для этих интервалов можно пренебречь.

118. Суммарное среднеквадратическое отклонение a у,, характеризующее точность определения компонента в контролируемом интервале, рассчитывалось по формуле:a s =V IdV n l

119. Относительное суммарное среднеквадратическое отклонение сг v,r для каждого интервала содержаний по ОСТ 41-08-212-82, входящего в контролируемый интервал, определялось по формуле:as.r=<TS*100/Cq

120. Далее рассчитывался запас точности результатов анализа для каждого интервала (таблица) по формуле:1. Z= СТЛ, г/ ст с

121. Из таблицы видно, что для первого интервала содержания азота в форме А-центра 0,05-0,099%, ад, г = 20,0%, а"у.г=4,87%, Z= 20,0/4,87=4,109.

122. Результаты определения содержания азота в форме А-центра для этого интервала соответствуют I категории точности, так как Z для I категории точности больше трех в соответствии с ОСТ 41 -08-212-82, пункт 2.4.

123. Из таблицы видно, что для второго интервала содержания азота в форме А-центра 0,020 0,049%, ад, г = 25,0%, ст*s,r=6,27%, Z= 25,0/6,27=3,988.

124. Результаты определения содержания азота в форме А-центра для этого интервала соответствуют I категории точности, так как Z для I категории точности больше трех в соответствии с ОСТ 41-08-212-82, пункт 2.4.

Информация о работе

Богуш, Ирина Николаевна
кандидата геолого-минералогических наук
Мирный, 2004
ВАК 25.00.11

Диссертация

Оптико-спектроскопические свойства алмазов как критерии прогнозирования их коренных месторождений - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы