Карбонадо — это эндемичный вид алмаза, который находят в Центральной Африке, Бразилии и Венесуэле. Он хорошо изучен, но его происхождение до сих пор остается загадкой. Кто-то считает, что карбонадо возник в земной коре или мантии, другие предполагают участие радиоактивных процессов, по мнению третьих, этот алмаз появился вследствие метеоритного удара или вовсе имеет внеземное происхождение. Сибирские ученые выдвинули и обосновали свою гипотезу образования карбонадо (возможно, самую правдоподобную из всех). Статья об этом опубликована в журнале Minerals.

Карбонадо представляет собой чёрную микрополикристаллическую разновидность алмаза, содержащую многочисленные включения различных минералов. Впервые он был найден в 1840 году бразильскими старателями, которые и дали ему название. Позднее месторождения этого алмаза обнаружили также в Венесуэле и в Центральноафриканской Республике. Карбонадо не имеет ювелирной ценности, но является исключительным абразивным материалом с высочайшими технологическими свойствами: он очень трудно поддается шлифовке, зато сам шлифует самые твёрдые материалы.

По поводу того, какие именно алмазы относить к карбонадо, в научной литературе существует большая путаница. Отчасти она связана со структурой этого минерала: обнаруживая микрополикристаллический алмазный агрегат в кимберлитах или россыпях, некоторые исследователи относили его к карбонадо, хотя карбонадо характеризуется более широким комплексом признаков.

«Настоящий карбонадо сильно отличается от этих агрегатов: и по изотопному составу углерода, и по специфическому набору включений других минералов. Из-за ошибок в диагностике генезис этого алмаза долгое время оставался неизвестным», — рассказывает главный научный сотрудник лаборатории литосферной мантии и алмазных месторождений Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН (Новосибирск) доктор геолого-минералогических наук Валентин Петрович Афанасьев.

Под руководством Валентина Афанасьева коллектив сотрудников ИГМ СО РАН, Геологического института Кольского научного центра РАН (Апатиты), Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, Новосибирского государственного университета и Института геологии алмаза и благородных металлов СО РАН (Якутск) обосновал гипотезу о том, что наиболее вероятным предшественником карбонадо является шунгит.

«На удивление, люди, которые имели большие коллекции карбонадо, не обращали внимания на два основных обстоятельства. Во-первых, все образцы этого алмаза — угловатые обломки, напоминающие щебёнку, вроде той, которой отсыпают дороги. Угловатая форма частиц указывает на то, что это обломки какого-то более крупного тела. Во-вторых, все эти обломки окатаны, иногда идеально, как воробьиное яйцо. Карбонадо имеют очень высокую абразивную способность, и чтобы его окатать, нужна высокодинамичная и очень жёсткая абразивная среда в прибрежно-морских условиях, а также большой запас времени. Это всё говорит о древнем возрасте алмаза», — объясняет Валентин Афанасьев.

Учёный предположил, что карбонадо могли произойти из одного крупного геологического тела, которое состояло из углерода. «Это тело могло погрузиться глубоко в мантию, и там, под действием высокого давления, при высокой температуре углерод этой породы закристаллизировался в форме агрегата алмазных частиц. Так образовалось геологическое тело, представляющее собой алмазную породу. Потом тектоническими силами оно было выведено на поверхность, как, например, массив Бени-Бушера в Марокко или Кумды-Коль в Казахстане. Это тело на поверхности разрушалось, и образовались россыпи карбонадо», — рассказывает Валентин Афанасьев.

Исследователи определили и вероятного кандидата в исходную породу карбонадо — это шунгит, который представляет собой горную породу, состоящую в основном из углерода. Он образовался за счёт отпада биомассы в морских бассейнах в раннем протерозое, то есть почти два миллиарда лет назад. Водоросли жили, умирали, оседали на дно, созвали слои, которые в процессе метаморфизма уплотнялись и в конечном итоге преобразовывались в новую породу. Сейчас шунгит сохранился в значительном количестве только в Карелии, небольшие его проявления есть также в золотых россыпях на Енисейском кряже и в Канаде. «Однако то, что в Карелии имеется гигантское месторождение шунгита, говорит о том, что в прошлом он, видимо, был распространен гораздо шире», — отмечает исследователь.

Для проверки своей гипотезы происхождения карбонадо исследователи попробовали синтезировать алмаз из шунгита в лаборатории, в аппаратах высокого давления, и, действительно, алмаз был получен.

Еще один вывод из работы сибирских геологов — эндемичность карбонадо. Он был найден в Бразилии, Венесуэле, а максимальная его концентрация — в Центральноафриканской Республике. В свое время эти территории были объединены в рамках единого праматерика Гондвана, который распался в мезозое. Если мысленно соединить Латинскую Америку и Африку, то площадь распространения карбонадо будет единой.

И хотя пока карбонадо рассматривается как эндемичный вид, ученые не исключают, что, возможно, где-то глубоко под толщей земли существуют новые, еще не известные науке залежи этого алмаза.

Рассуждая о психологии и методологии научного поиска, учёный отмечает, что нередко самое важное находится на поверхности. «Не обязательно бежать за самой современной аппаратурой, иногда она может только запутать. Нужно замечать простейшие вещи, которые могут вывести тебя на нужный результат, — говорит Валентин Афанасьев, — Предыдущие исследователи не обратили внимание на важный признак карбонадо —  обломочную форму, которая сразу говорит о том, что это части крупного геологического тела».

Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

Текст: Диана Хомякова.
Источник: «Наука в Сибири».