Специалисты лаборатории геохимии углерода им. Э.М. Галимова Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) совместно с коллегами из ФТИ им. А.Ф. Иоффе провели измерения концентраций фтора и хлора в природных алмазах методом динамической вторично-ионной масс-спектрометрии. В Минобрнауки РФ пояснили, что полученные данные свидетельствуют о комплексной природе источников галогенов в изученных образцах. Часть фтора и хлора имеет ювенильное происхождение, унаследованное от первичного содержания в Земле. Другая часть, формирующая мантийный резервуар галогенов, поступает в мантию в процессе погружения литосферных плит в те глубинные зоны, где происходит кристаллизация алмазов. Результаты работы опубликованы в журнале «Геохимия» (Каминский и др., 2025).
Алмаз является самородным минералом на основе углерода, но всегда содержит микропримеси других элементов. Наиболее значимыми среди них являются азот, водород и бор, которые встраиваются в структуру кристалла и влияют на его оптические и физические характеристики. Например, бор придает алмазу свойства полупроводника. Авторы исследования предположили, что в алмазе также могут присутствовать галогены — фтор и хлор. Основанием для этой гипотезы послужили более ранние находки включений в алмазах минералов, содержащих галогены, таких как галит (NaCl, поваренная соль), сильвин (KCl) и другие.
Совместное с учеными Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе исследование, выполненное методом динамической вторично-ионной масс-спектрометрии (ВИМС) с применением ионно-имплантированных образцов сравнения, показало, что концентрации фтора и хлора в природных алмазах колеблются в диапазоне от 0.014 до 0.036 частей на миллион. Вероятнее всего, фтор и хлор связаны с микровключениями в алмазе, хотя возможность их вхождения в кристаллическую решетку минерала также не исключается.
Дальнейшие исследования должны установить, какую позицию занимают галогены в структуре алмаза и какое влияние они оказывают на его физические свойства.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
Ранее Наука Mail рассказывала, как алмаз превращается в графит.
