Ученые РАН впервые обнаружили фтор и хлор в природных алмазах. Наличие галогенов в алмазах может изменить наши представления о составе мантии и истории формирования углеродных минералов.
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 использованием динамической вторично-ионной масс-спектрометрии (ВИМС). Ранее подобные элементы в алмазах никогда не фиксировались с такой точностью, а их роль в структуре и происхождении углеродных минералов оставалась неясной.
Исследователи обнаружили, что уровень фтора и хлора в изученных алмазах варьируется от 0,014 до 0,036 ppm (частей на миллион), что указывает на наличие этих галогенов в крайне малых, но измеряемых количествах. При этом ученые считают, что значительная часть примесей галогенов связана с микровключениями, а не непосредственно со встраиванием в кристаллическую решетку минерала, хотя последнее полностью не исключается.
Что это может сказать о Земле?
Согласно мнению авторов исследования, 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 глубокие 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 в нем всегда присутствуют микроскопические примеси различных элементов. Известно, что добавление таких элементов, как азот, водород или бор, может существенно влиять на оптические, физические и даже полупроводниковые характеристики алмазов. Обнаружение хлора и фтора добавляет новый слой к пониманию сложности химического состава этих минералов.
