Российские ученые впервые определили примесь галогенов в природных алмазах
Сотрудники Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) совместно с коллегами из Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе впервые определили концентрации фтора и хлора в природных алмазах. Полученные результаты позволили установить источник галогенов в алмазах.
Алмаз — самородный минерал, состоящий из углерода. В то же время, он содержит микропримеси различных элементов. Наиболее важными являются примеси азота, водорода и бора, которые входят в структуру алмаза и влияют на его оптические и физические свойства. Например, примесь бора придает алмазу полупроводниковые свойства. Авторы работы предположили, что галогены (фтор, хлор) могут также содержаться в алмазе. Указанием на это были сделанные ими ранее находки включенных в алмазы минералов, содержащих галогены, — галита NaCl (поваренной соли), сильвина KCl и других.
С помощью метода динамической вторично-ионной масс-спектрометрии с использованием ионно-имплантированных образцов сравнения ученые определили, что концентрации фтора и хлора в природных алмазах варьируют от 0,014 до 0,036 ppm (частей на миллион).
«Дальнейшие исследования должны определить, какую позицию занимают галогены в структуре алмаза и как они влияют на его физические свойства», — прокомментировал один из авторов исследования, главный научный сотрудник лаборатории геохимии углерода им. Э.М. Галимова ГЕОХИ РАН, доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН Феликс Каминский.
Авторы предполагают, что F и Cl связаны с микровключениями в алмазе, хотя нельзя исключать и их вхождение в кристаллическую решетку алмаза.
Результаты показали, что источники галогенов в изученных алмазах имеют комплексный характер. Часть фтора и хлора является ювенильной, унаследованной от первичных концентраций в Земле. Другая часть, образующая мантийный резервуар галогенов, поступает в мантию в процессе погружения в глубинные части Земли, где кристаллизуется алмаз, литосферных плит.
Исследования выполнены при финансовой поддержке Минобрнауки России.