Автор: Джек Тамисия (Jack Tamisiea)
(scientificamerican.com) - Месторождение Аргайл (Argyle) известно своими редкими розовыми алмазами, и в настоящее время ученые думают, что им известен способ их образования - в результате тектонического столкновения, за которым последовал распад суперконтинента.
Месторождение Аргайл в Западной Австралии на протяжении почти 40 лет входило в число выдающихся сокровищниц природы. На пике разработки рудника Аргайл на нем производили больше цветных алмазов, чем на каких-либо других рудниках на Земле, и он заслужил особенно блестящую репутацию благодаря своим беспрецедентным запасам розовых алмазов.
Исследователи потратили десятилетия, пытаясь разгадать происхождение мерцающих драгоценных камней, добываемых на месторождении Аргайл. Благодаря датированию минералов в вулканической породе месторождения, ученые в настоящее время считают, что, возможно, им наконец удалось собрать воедино информацию о процессе, в результате которого около 1,3 млрд лет назад образовалось месторождение. В статье, опубликованной во вторник в журнале Nature Communications, группа ученых утверждает, что распад древнего суперконтинента поднял камни оранжево-розового цвета в районе Аргайл с огромных глубин ближе к поверхности Земли.
Рудник Аргайл, расположенный в 2 200 километрах к северо-востоку от г. Перт, Австралия, в труднодоступном округе Кимберли, когда-то занимал территорию размером с 94 футбольных поля. С момента его открытия в 1983 году до закрытия в 2020 году, когда горная добыча драгоценных камней на руднике Аргайл уже перестала быть экономически выгодной, на нем было добыто более 865 млн каратов алмазов. Большинство этих камней имеют бледные оттенки желтого или коричневого цвета. Но небольшой процент алмазов, обнаруженных на этом участке, излучает насыщенный розовый, фиолетовый или красный цвет. Более 90% запасов розовых алмазов в мире, включая почти 13-каратный алмаз Pink Jubilee (Розовый юбилейный), приходится на месторождение Аргайл.
Розовый оттенок самых прекрасных алмазов, добытых на руднике Аргайл, связан с повреждениями, которым они подверглись глубоко в недрах земли. По словам Хьюго Олирука (Hugo Olierook), геолога из Университета Кёртина (Curtin University) в Перте и ведущего автора нового исследования, эти алмазы изначально были бесцветными. Но огромное тектоническое давление, возникающее из-за столкновения континентов, может изменить кристаллическую структуру камней, раскрывая потенциальные цвета, скрытые внутри них. «Алмазы вынуждены сгибаться и скручиваться, - говорит Олирук. - При небольшом скручивании некоторые из этих алмазов станут розовыми». Дальнейшее скручивание делает их коричневыми.
Алмазы на месторождении Аргайл приобрели розовые и коричневые оттенки около 1,8 млрд лет назад, когда часть территории, которая сейчас является западной Австралией, врезалась в северную Австралийскую плиту и скрутила скальные породы этого региона. Но это объясняет лишь часть истории происхождения месторождения Аргайл. Когда континенты столкнулись, алмазы этого района оказались погребенными в мантии, на расстоянии сотен километров ниже поверхности Земли. Если бы кристаллы находились ближе к поверхности, их атомы углерода спрессовались бы в другую структуру, превратив их из мерцающих алмазов в куски темно-серого графита.
Для того, чтобы поднять наверх расплавленные алмазы из мантии нашей планеты, нужен был вулкан. «Нужен какой-то тектонический триггер для того, чтобы поднять их на поверхность», - говорит Олирук. Когда расплав поднимается, углекислый газ и пар расширяются, вызывая извержение, которое он сравнивает с пробкой, вылетающей из бутылки шампанского. В районе Аргайла это извержение, вероятно, произошло на пляже, где песок и морская вода взаимодействовали с вулканической породой, называемой лампроитом.
Для определения времени извержения ученые этой группы сделали два тонких среза образца вулканической породы с месторождения Аргайл и отполировали их до минимальной ширины. Анализируя минеральный состав образца под микроскопом, исследователи смогли точно определить песчинки с древнего пляжа Аргайл и датировать их с помощью содержащихся в них радиоактивных элементов. Датируя самые молодые песчинки, ученые смогли оценить, когда пляж был погребен под лавой. Они также использовали крошечные лазеры для определения возраста минералов титанита, образовавшихся в породе, когда магма соединилась с кварцем в песке с пляжа.
Сравнение возраста самых молодых песчинок и самых старых кристаллов титанита позволило исследователям установить, что извержение в районе Аргайл произошло в диапазоне между 1,3 млрд и 1,26 млрд лет назад. Этот интервал возраста оказался больше предыдущих оценок, что удивило Олирука и его коллег. «У нас был пул ставок, и никто не поставил на 1 300 [млн лет], - говорит он. - Это был момент озарения».
Это время извержения соответствует нестабильному периоду в тектонической истории Земли, когда один из первых суперконтинентов под названием Нуна (Nuna) раскалывался на части. Группа ученых утверждает, что эта нестабильность могла вновь открыть пласт вдоль границы континента, где сейчас находится район Аргайл. Это, в свою очередь, вызвало вулканическую активность, которая вынесла алмазоносный расплав на поверхность, создав обширные алмазные месторождения Аргайл.
Новые значения времени добавляют важную информацию для понимания извержения вулкана в районе Аргайла, говорит Эван Смит (Evan Smith), исследователь Геммологического института Америки (Gemological Institute of America), который изучает геологию алмазов, но не принимал участия в этом новом исследовании. «Предыдущее ограничение возраста для месторождения Аргайл говорило о более молодом возрасте, и было гораздо меньше ясно, как можно представить извержение в более широком геологическом контексте», - говорит Смит. Он считает, что новое исследование дает прекрасные доказательства того, что эти «извержения связаны с более масштабными процессами, которые затрагивают целые континенты, а не являются изолированными, случайными извержениями магмы».
Олирук считает, что подобные явления могли произойти и на других континентальных границах по всему миру. Большинство алмазоносных месторождений находится в середине континентальных плит, где обнажены горные породы. Это делает месторождение Аргайл исключением. Когда месторождение было впервые обнаружено, большинство геологов считали, что бесполезно вести поиск алмазов вдоль границ континентальных плит, которые часто подняты древними горными поясами и погребены под слоем почвы и песка.
Хотя добыча драгоценных камней в этих районах по-прежнему затруднена, Олирук считает, что в породе можно найти много алмазов. «Я думаю, что все они будут содержать какие-то цветные алмазы, - говорит он. - Они все могут быть коричневого цвета, но, если повезет, там может оказаться несколько розовых алмазов».
