Российские геологи выяснили, как хром поможет найти алмазы

Кристаллы алмаза с тёмными включениями (в том числе, рутила), интересующими учёных.

Фото А.А. Гибшер.

Осадочные отложения, формирующиеся при размыве кимберлитов. Видны кристаллы граната и алмаза.

Фото А.А. Гибшер.

Российские учёные установили, что высокое содержание хрома в рутиле (минерале-спутнике алмаза) позволяет рассматривать его как новый высокоэффективный материал при поиске алмазных месторождений.

Исследование поддержано Российским научным фондом, его результаты помогут при оценке состава и строения литосферной мантии и позволят быстрее и точнее определить места коренных месторождений алмазов.

Напомним, что алмаз – это глубинный минерал, его доставку на поверхность Земли осуществляют кимберлитовые расплавы (формирующиеся магматические тела в форме трубок). Каждая кимберлитовая трубка имеет своё название и является потенциальным месторождением алмазов.

Алмаз попадает в кимберлит при дроблении обломков глубинных пород мантии Земли (ксенолитов) под воздействием высоких давлений во время их выноса на поверхность. Алмазоносность кимберлитовой трубки напрямую зависит от глубины её формирования: чем глубже литосферная мантия, в которой формируются кимберлитовые расплавы, тем выше вероятность встретить алмаз в мантийных ксенолитах.

Рутил изучался в образцах из разных кимберлитовых трубок. Среди них были высокоалмазоносная (девять карат на тонну) трубка Интернациональная, высокоалмазоносная трубка Мир (три с половиной карата на тонну) и неалмазоносная трубка Майская. Мелкие зёрна рутила находились во включениях в более крупных зёрнах алмаза и граната (ещё один минерал-спутник алмаза).

Осадочные отложения, формирующиеся при размыве кимберлитов. Видны кристаллы граната и алмаза.
Фото А.А. Гибшер.

Учёные установили, что в рутиле из глубинной литосферной мантии содержится больше хрома, чем в рутиле менее глубинного происхождения (из земной коры). То есть высокие содержания хрома (более 1,7 %) характерны только для рутила из глубинных участков мантии, в условиях которых как раз и образуется алмаз.

Результаты исследования подтвердил эксперимент: группа академика Николая Соболева проанализировала состав алмаза из трубки Мир с включениями из пяти различных минералов: оливина, ортопироксена, рутила, клинопироксена и граната.

Находка подтверждает выводы о совместном образовании рутила и алмаза в глубинах литосферной мантии и свидетельствует о существовании таких пород, из которых все пять минералов попали в виде включений в один алмаз. Это подтверждает возможность использования хромистого рутила в качестве индикаторного минерала при поиске глубинных алмазоносных трубок.

Более того, оказалось, что с помощью метода изотопного датирования можно установить возраст кимберлита. Как пояснил один из авторов статьи, вышедшей в журнале Lithos, старший научный сотрудник лаборатории минералов высоких давлений и алмазных месторождений Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН Владимир Мальковец, это особенно важно при поиске алмазных месторождений в регионах с интенсивным выветриванием. Остальные индикаторные минералы кимберлитов в таких местах могут быть полностью разрушенными.

Результаты исследования предлагается использовать для внедрения в практику геологоразведочных работ, направленных на поиски алмазов.