(настоящая статья была первоначально размещена 22.05.2009 на Проза.ру на странице любезно предоставленной Николаем Лебедевым 2)
К ПРОБЛЕМЕ ПОЯВЛЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ПРОЦЕССЕ КИМБЕРЛИТОВОГО МАГМАТИЗМА.
Открытие Западно-Якутской алмазоносной провинции сопровождалось проведением широкого спектра научных исследований, имеющих, главным образом, прикладную направленность. В результате был накоплен огромный фактический материал, анализ которого может быть использован не только для развития методики поиска данного вида полезных ископаемых, но и для решения проблем, связанных с процессами развития материи, поскольку проблема алмазообразования - это, по-существу, проблема углерода - одного из основных и самых загадочных элементов материального мира.
Анализ новейших данных о развитии планеты показывает, что формирование её жёсткой оболочки (геосферы «А» + «В») проходит под непосредственным влиянием так называемых суперплюмов - гигантских потоков тепловой энергии, зарождающихся при высвобождении элементарных частиц из недр протоядра (геосфера «G») [5, 8]. «Прожигая» мантию, они достигают самых верхних горизонтов планеты и оказывают на них тепловое воздействие на протяжении сотен миллионов лет» [5]. Кроме теплового воздействия, суперплюмы, вероятно, привносят из мантии химические элементы, которые участвуют в «строительстве» жёсткой оболочки Земли [8], постепенно «приращивая» её снизу. С помощью глубинного сейсмического зондирования Сибирской платформы был установлен факт наличия разновозрастных и различной мощности мегаблоков её фундамента [7], свидетельствующий о том, что влияние суперплюмов на их формирование было различным. Вероятно, суперплюмы не являются единым «потоком», но состоят из разрозненных во времени и различных по интенсивности отдельных «струй». По данным К.А. Савинского, наиболее древними и наиболее мощными мегаблоками являются Анабарский, Ангарский и Алданский [7]. Видимо, указанные мегаблоки формировались под влиянием наиболее интенсивных струй суперплюма. Такой же режим деятельности суперплюма сохранился и в дальнейшем, при формировании литосферы, так как наибольшая её мощность имеет место под указанными мегаблоками [8].
Как известно, все продуктивные алмазоносные поля Западно-Якутской алмазоносной провинции расположены в пределах границ Анабарского мегаблока. Это обстоятельство не является случайным. Специальные исследования условий образования алмаза показали, что данный минерал образуется при строго определённых РТ-условиях: Р=40-45 ГПа и Т-1400-1500°С, которые характерны для глубин порядка 150-200 км. [6]. Этот вывод был подтверждён при изучении рельефа подошвы литосферы Сибирской платформы; по данным В.А. Епифанова и Р.С. Родина, алмазоносные поля в пределах Анабарского мегаблока расположены на территории, где твёрдая оболочка Земли имеет наибольшую мощность - более 200 км [2]. Кроме того, весьма важные сведения для понимания особенностей образования алмазов были получены Ф.И. Касимовой и Ф.П. Мельниковым: «обязательным условием для алмазообразования является наличие постоянного притока большого количества углерода» [4]. Таким образом, образование алмазов, происходящее при строго определённых РТ условиях, обусловлено деятельностью суперплюмов, обогащенных углеродом.
На Сибирской платформе выделено пять кимберлитовых эпох продолжительностью 50-120 млн. лет [6]. По данным Ф.Ф. Брахфогеля, указанным событиям, каждый раз предшествовало появление сводовых структур и следующий за этим длительный перерыв осадконакоплении [1]. Совершенно очевидно, что для образования крупных (сотни км. в поперечнике) указанных деформаций жёсткой оболочки Земли, мощность которой достигает 200 и более км, необходимо приложение усилий планетарного масштаба. Напрашивается вывод, что появление таких сводов напрямую связано с активизацией суперплюмов, выносящих к подошве жёсткой оболочки Земли массы летучих, давление которых на неё и вызывало такие деформации. Именно в это время и происходит образование алмазов. На это указывает тот факт, что среди первичных минералов из ксенолитов ультраосновных пород литосферы нет таких, которые бы содержали углерод [6, 9]. Исключением является весьма редкий минерал -муассанит. Поэтому, нахождение в кимберлитовой брекчии кристаллов алмаза можно объяснить лишь тем, что его образование - это наложенный процесс, протекающий только во время активизации обогащенных углеродом суперплюмов. В свою очередь, периодическая активизация суперплюмов и обогащение их углеродом, вероятно, является следствием периодической активизации процессов, протекающих в протоядре Земли, приводящих время от времени к выбросу из него проточастиц. Экспериментальной и теоретической ядерной физикой установлено, что при достижении критического уровня количества проточастиц, когда расстояние между ними будет не более 1,5х10 -13 см., появляется возможность осуществления ядерных реакций «слияния» с образованием ядер более «тяжёлых», чем ядра водорода [3, 8]. В первую очередь это ядра летучих, в том числе и углерода. В условиях остывающей планеты указанный критический уровень, вероятно, всё же достигается, хотя и в значительно меньших масштабах, чем в «звёздную» стадию её развития [8]. Тем не менее, при этом выделяется значительное количество тепловой энергии, что приводит к зарождению суперплюмов, температура в которых достигает 4000°С [4, 8].
Вновь образованные ядра летучих захватываются суперплюмами и доставляются ими к верхним горизонтам мантии, где они, постепенно приобретая соответствующее своему заряду количество электронов, превращаются в атомы. У подошвы литосферы, в местах действия наиболее активных струй суперплюма, появляются магматические очаги. Здесь перенасыщенная летучими магма, используя разрывные структуры, возникающие при росте сводов, начинает прорываться к дневной поверхности, а присутствие в ней фтора и метана приводит к взрывным процессам и, следовательно, к дроблению вмещающих пород. Появившиеся при этом пустоты между обломками, заполняются не только цементирующей массой, но и летучими, в том числе и углеродом, постоянное поступление которого, в сочетании с благоприятными РТ-условиями приводит к образованию кристаллического углерода, то есть к образованию минерала под названием алмаз.
Список литературы:
1. Брахфогель Ф.Ф. Геологические аспекты кимберлитового магматизма северо-востока Сибирской платформы. Якутск; Труды ЯФ СОАН СССР, 1984. 128 с.
2. Епифанов В.А., Родин Р.С. Рельеф подошвы литосферы – определяющий фактор размещения траппового и кимберлитового магматизма на Сибирской платформе. Материалы научно-практич. конференции, посвященной 30-летию ЯНИГП ЦНИГРИ А.К. «Алроса». Мирный, 1998г., с. 256-258.
3. Имшеник B.C., Надеждин Д.К. Ядерные реакции. www.astronet.ru/db/rnsq/1188318.
4. Касимова Ф.И., Мельников Ф.П. Об углеводородных включениях в минералах-спутниках алмаза из кимберлитовых трубок. Якутск // Вестн. Моск. ун-та. Сер. Геология. 1997. №5. с. 56-59.
5. Летников Ф.А. Дегазация Земли, как глобальный процесс самоорганизации. Материалы Международной конференции памяти ак. П.Н. Кропоткина, 20-24 мая 2002 г., Москва, ГЕОС, 2002г., с. 6-7.
6. Петрохимия кимберлитов. Москва, 1991г., с. 183-185.
7. Савинский К.А. Глубинная структура Сибирской платформы по геофизическим данным. Изд-во «Недра». Москва, 1972г., с. 167.
8. Фомин Ю.М. К проблеме развития материи в звёздах и планетах. www.proza.ru/2009/03/18/223.htm.
9. Францессон Е.В. Петрология кимберлитов. Изд-во «Недра». Москва, 1968г., 196 с.