Сотрудники Лаборатории геохимии углерода имени Галимова Института геохимии и аналитической химии имени Вернадского (ГЕОХИ РАН) совместно с коллегами из Физико-технического института имени Иоффе РАН провели уникальные измерения содержания галогенов — фтора (F) и хлора (Cl) — в природных алмазах с помощью динамической вторично-ионной масс-спектрометрии (ВИМС). Ранее подобные элементы в алмазах столь точно никогда не фиксировались, а их роль в структуре и происхождении углеродных минералов оставалась неясной.
Ученые обнаружили, что концентрация фтора и хлора в изученных алмазах колеблется от 0,014 до 0,036 ppm (частей на миллион), что указывает на присутствие этих галогенов в очень малых, но измеряемых количествах. При этом исследователи считают, что значительная часть примесей галогенов связана с микровключениями, а не напрямую со встраиванием в кристаллическую решетку минерала, хотя последнее полностью не исключается.
Что это говорит о Земле?
По мнению авторов работы, источники галогенов в природных алмазах имеют комплексный характер. Часть фтора и хлора считается ювенильной — то есть унаследованной от исходных концентраций в земной мантии, откуда формируются алмазы. Другая часть могла поступать в глубинные слои Земли в процессе погружения литосферных плит и минералов в мантиевую область, где происходило кристаллическое формирование алмаза.
Алмаз традиционно рассматривается как высокоупорядоченная форма углерода, но он всегда содержит микроскопические примеси различных элементов. Известно, что примеси таких элементов, как азот, водород или бор, могут оказывать заметное влияние на оптические, физические и даже полупроводниковые свойства алмазов. Обнаружение хлора и фтора добавляет новый пласт к пониманию сложности химического состава этих минералов.
В то же время ученые подчеркивают, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы точно установить роль галогенов в образовании алмазов.
Дальнейшие исследования должны определить, какую позицию занимают галогены в структуре алмаза и как они влияют на его физические свойства.
Недавно мы ообщили, что внутри российского алмаза обнаружили «невозможный» минерал.
