Кардо-воронки

Этот малопримечательный маленький кусок камня на самом деле является геологическим чудом. Он может выглядеть простым комком красных и зелёных минералов, но если свет упадёт на него под нужным углом – вы заметите в нём странные искорки. Это искрятся 30.000 алмазов внутри него – и такая их концентрация в 1 миллион раз превышает обычную. Хотя надо отметить, что они настолько малы, что их нельзя использовать для создания драгоценностей.

Этот камень был извлечён из алмазной шахты Удачная в России, которая перерабатывает тысячи тонн породы в день. Обычно, одна тонна породы приносит от 1 до 6 карат алмазов, пригодных для использования в ювелирном деле.

Материаловеды сумели разработать процессы, которые позволяют создавать алмазы в лаборатории, но природа естественного процесса, которым они формируются в недрах Земли, по-прежнему остаётся загадкой. Чуть больше мы знаем о том, как они оказываются там, где мы их можем извлечь на поверхность. Вулканическая активность и чудовищное давление разламывают фрагменты земной мантии, позволяя ей подниматься ближе к поверхности. В ходе этого подъёма наверх большая часть мягких пород выносится из неё, оставляя только кристаллы – но камень из Удачной может быть одним из фрагментов, который сумел пережить путешествие на поверхность.

Изучение состава этого камня может многое рассказать нам о процессе формирования алмазов и составе земной мантии. Сканирование его с помощью промышленной рентгеновской томографии показало, что алмазы внутри него имеют размер около 1 миллиметра и форму октаэдров – двух маленьких пирамид, склеенных вместе. Красный и зелёный цвета исходят от граната и оливина/пироксена соответственно. При этом анализ рентгеновских данных показал, что алмазы в камне намного моложе остальных его частей.

Исследование находки из шахты Удачная подкрепляет теорию, что алмазы кристаллизуются из жидкостей, вырывающихся из богатой перидотитом океанической коры, когда она оказывается вдавленной вглубь движением тектонических плит. Исследователи крайне заинтересованы в других находках, подобных этой, однако шахтёры скорее предпочтут алмазы без всего остального бесполезного для них вещества.

=-=-=-=-

Вот идеальный рождественский подарок для человека, у которого есть все: красный с зеленым камень, нафаршированный 30 тыс. маленьких алмазов.

Как сообщили ученые на годовом собрании Американского геофизического союза, блестящий кусок был удачной находкой алмазного рудника в России и пожертвован для науки (крошечный размер алмазов означает, что они бесполезны как драгоценные камни).

«Самая захватывающая вещь для меня то, что это 30 тыс. маленьких, совершенных октаэдров, а не один большой алмаз», — сказал Ларри Тейлор, геолог из Университета Теннесси, Ноксвилл, который представил результаты. — «Мы видим, как они мгновенно сформировались».

Концентрация алмазов в куске породы в миллионы раз больше, чем в типичном образце алмазной руды, которая в среднем составляет от 1 до 6 карат на тонну, сказал Тейлор. Карат — единица веса (а не размер), примерно равна одной пятой грамма, или 0,007 унций.

Невероятное количество бриллиантов, и необычный рождественский колорит горной породы, обеспечит важный ключ к разгадке геологической истории Земли, а также происхождению этих ценных камней, сказал Тейлор.

«Совокупность минералов скажет нам что-нибудь о генезисе этой скалы, который действительно странный», — добавил он.

Хотя алмазы желанны на протяжении веков, и в настоящее время достаточно хорошо изучены, чтобы быть воссозданными в лаборатории, их естественное происхождение до сих пор остается загадкой.

«Химические реакции, впоследствии которых возникают алмазы до сих пор остаются загадкой», — сказал Тейлор для Live Science.

Ученые считают, что алмазы рождаются глубоко под поверхностью Земли, в слое между корой и ядром под названием мантия. Взрывные извержения вулканов выбрасывают куски богатой алмазами мантии на поверхность. Тем не менее, большинство мантийных пород распадаются во время маршрута, оставив только свободные кристаллы на поверхности. Удачный камень является одним из редких самородков, которые пережили стремительный выброс.

Тейлор работает с исследователями Российской академии наук для изучения Удачных алмазов. Сначала ученые исследовали весь камень с помощью промышленного рентгеновского и томографического сканера, который похож на медицинский сканер КТ, но способен к более интенсивному рентгеновскому анализу. Различные минералы светятся разными цветами на рентгеновском изображении, а бриллианты окрашены в черный цвет.

Тысячи и тысячи алмазов находятся в тесной каменной группе. Прозрачные кристаллы всего 0,04 дюйма (1 мм) в высоту, восьмигранные, то есть они имеют форму двух пирамид, склеенных вместе. Остальная часть скалы испещрена крупными кристаллами красного граната и зеленого оливина и пироксена. Минералы, называемые сульфидами, завершают смеси. 3D модель, построенная из рентгеновских лучей, показала, что алмазы сформировались после граната, оливина и пироксена.

Экзотические материалы, присутствующие в маленьких алмазах, в форме крошечных капсул (так называемые включения), также могут предоставить подсказки о том, как они были созданы. Исследователи подвергли излучению электронами включения для определения химических веществ заключенных внутри. Химические вещества включают карбонат, общий минерал в известняке и ракушках, а также гранат.

В целом, полученные данные свидетельствуют о том, что алмазы кристаллизовались из жидкостей, которые стекали из погружающейся океанической коры, вероятно, состоящей из плотной горной породы под названием перидотит, сообщил Тейлор. Результаты будут опубликованы в специальном выпуске журнала российской геологии и геофизики в следующем месяце, сказал Тейлор.

Необычный состав представляет собой редкий случай среди алмазов, сказал Сами Михаил, научный сотрудник Институт Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия, который не принимал участия в исследовании. Тем не менее, Михаил предложил другое объяснение: «Источник может быть только очень, очень старой формации, который был внизу в мантии в течение длительного времени».

Unique rock containing 30,000 diamonds discovered

By Ryan Whitwam Dec. 17, 2014 8:27 am

This unassuming little rock is quite the geological curiosity. It may look like an unimpressive chunk of red and green minerals, but there’s an odd sparkle when the light hits it just right. It turns out there are roughly 30,000 diamond in this rock, a concentration 1 million times higher than normal. However, they’re all so small that they can’t be used for gems. It’s easy to call it “worthless,” but scientists are quite interested nonetheless.

The rock was extracted from the Udachnaya diamond mine in Russia, which processes thousands of tons of ore per day. Usually a ton of material scooped out of a mine yields between one and six carats of diamonds suitable for use in gems. While diamonds are not nearly as rare as their carefully controlled price would lead you to believe, the mining operation is not in the habit of throwing away potential gemstones. In scouring the ore for stones, this unusual rock was discovered.

Material scientists have worked out processes to create diamonds in the lab, but the exact process by which they are formed in the Earth’s crust is still a mystery. We’re a little more solid on how they end up deposited where we can get them.  Volcanic activity and intense pressure probably break up pieces of the mantle, allowing it to rise upward and become embedded closer to the surface. During the trip, most of the softer rock is stripped away, leaving only the crystals to be deposited, but the Udachnaya rock could be one of the pieces that survived the trip.

Understanding the composition of this little diamond-infused rock could tell us a lot about the process of diamond formation and makeup of the mantle. Scanning the rock with industrial X-ray tomography reveals the diamonds inside are just 1mm tall and octahedral in shape — like two tiny pyramids stuck together. The red and green coloring comes from garnet and olivine/pyroxene, respectively. Analysis of the X-ray data indicates the diamonds are much younger than the rest of the rock’s components.

Study of the Udachnaya rock backs up the theory that diamonds crystallize from fluids escaping from peridotite-rich ocean crust as it is pushed downward by tectonic plates (known as subduction). Researchers will surely be on the lookout for more samples like this one, but miners would probably prefer the diamonds without all the other stuff.