Метеоритные алмазы -
ключевой объект при интерпритации импактных
космических событий
Г.П. Вдовыкин
ГАНГ, Москва, Россия
Алмазы присутствуют в трех группах
метеоритов . в уреилитах, в двух железных
метеоритах, в хондритах (в особенности в углистых
хондритах) и различаются морфологически [1]. В
уреилитах . это алмазо.графитовые сростки, с
микронными микрокристаллами алмазов (с примесью
гексагонального алмаза, карбина,
железо.никель.хромовой фазы), в железных
метеоритах микрокристаллы алмазов более
крупные, в хондритах . это коллоидные алмазы при
содержании до 0,000005%.
Х. Найниджер (1956 г.), М. Липшуц и Э. Андерс
(1961 г.) пришли к заключению, что метеоритрные
алмазы образовались при сверхскоростных ударах .
при столкновении железного метеорита с Землей, а
в уреилитах . при столкновениях астероидов.
Ударно.волновой процесс синтеза алмазов показан
экспериментально: алмазы при взрыве
синтезировали в 1961 году в США. В том же 1961 году по
инициативе Е.И. Забабахина в РФЯЦ.ВНИИТФ К.В.
Волковым, В.В. Даниленко, В.И. Елиным в отделе К.К.
Крупникова впервые в СССР были синтезированы
алмазы в ударно.волновых экспериментах
лабораторного масштаба [2]. В 1973 году при взрывных
экспериментах с сохранением вещества Г.П.
Вдовыкин и другие синтезировал алмаз из
метеоритных форм углерода [3].
Исследования метеоритных алмазов,
проводимые Г.П. Вдовыкиным с 1962 года, показали,
что метеоритные алмазы являются ключевыми
объектами при интерпретации импактных
(ударно.волновых) космических событий.
Метеоритные алмазы дали надежное обоснование
при интерпретации импактной перекристаллизации
силикатных минералов в метеоритах, импактной
природы Попигайской астроблемы [4], стимулировали
находки древних ударно.взрывных метеоритных
кратеров Украины, импактной природы алмазов в
этих астроблемах [5].
Литература :
Вдовыкин Г.П. Алмазы в каменных
метеоритах . уреилитах и их происхождение. . М.:
Бюллетень МОИП, отд. геол. . 1991.. Т. 66, вып. 2. . С. 87.93.
Сообщение Козлова Е.К. (РФЯЦ.ВНИИТФ, г.
Снежинск) в письме к Г.П. Вдовыкину от 26.02.98.
Вдовыкин Г.П. и др. Физика горения и
взрыва. . 1973. . Т. 9, . 4. . С. 535.541.
Масайтис В.Л. и др. Гигантские
астроблемы России. . Спб., 1994, с. 34.
Вишневский С.А. и др. Импактные алмазы. .
Новосибирск, 1997.
Импактные алмазы и условия их
образования
С.А. Вишневский
Институт минералогии и
петрографии СО РАН, Новосибирск.90, Россия
1. Импактные алмазы (ИА), впервые
обнаруженные в метеорите Новый Урей
профессорами М.В. Ерофеевым и П.А. Лачиновым
[Ерофеев, Лачинов, 1888], широко распространены в
породах земного и космического происхождения,
подвергшихся ударному метаморфизму или другим
событиям, прямо или косвенно связанным с
импактными процессами. ИА известны в настоящее
время в железных метеоритах [Foote, 1891; Clarke, et al., 1981] и
уреилитах [Ерофеев и Лачинов, 1888; Urey, et al., 1957; Lipschutz,
1962; Вдовыкин, 1967, 1969, 1970, 1991; Lewis, et аl., 1987; Newton, et аl.,
1995], а также в целом ряде земных метеоритных
кратеров и астроблем: Попигайской астроблеме
[Масайтис и др., 1972], кратере Рис, Германия [Рост и
др., 1978; Hough, et al., 1995]; Карском кратере [Езерский, 1982];
Ильинецком, Оболонском, Терновском и Западном
кратерах на Украине [Вальтер и др., 1992; Gurov, et al., 1995;
Val'ter and Er'omenko, 1996]; Пучеж.Катунской аcтроблеме
[Маракушев и др., 1993]; астроблеме Садбери, Канада
[Masaitis, et al., 1997] и в астроблеме Лаппаярви, Финляндия
[Вишневский и др., в печати]. Кроме того, ИА найдены
в торфах катастрофного горизонта 1908 г. из района
Тунгусского взрыва [Квасница и др., 1979], а также в
полях рассеяния дальних закратерных выбросов
Попигайской астроблемы [Вишневский и др., 1997] и
астроблемы Чикскулуб, Центральная и Северная
Америка [Carlisle and Braman, 1992; Gilmour, et al., 1992].
2. По особенностям образования
выделяются два принципиальных типа ИА:
а) параморфозы импактных алмазов (ПИА),
возникающие по предшествовавшему углероду
(графиту, углям и другим формам слабо. или
неокристаллизованного углеродистого вещества);
б) микроалмазы и так называемые
.коллоидные алмазы. (.nanodiamonds. в англоязычной
литературе), МКА, возникающие как продукты
конденсации углерода в межзвездном пространстве
(находки в уреилитах) или из плазмы огненных
шаров крупномасштабных импактных событий
(находки в импактных продуктах Рисского и
Чукскулубского взрывов).
3. ПИА, с обычной величиной агрегатов от 0,1
до 10 мм, нередко наследуют морфологию
исходного выделения углерода, либо представлены
объемно.ксеноморфными или оскольчато.угловатыми
продуктами мозаичной фрагментации углеродистых
масс, происходившей в процессе полиморфного
перехода. ПИА имеют тонкое поликристаллическое
строение, с размером кристаллитов от нескольких нм
до 1 мкм, которые нередко текстурированы под
контролем кристаллографических особенностей
предшествовавшего графита, и могут быть
представлены либо кубической фазой, либо ее
смесями с гексагональной алмазной фазой .
лонсдейлитом [Вальтер и др., 1992; Вишневский и др.,
1997]. Эксперименты по синтезу и петрологические
оценки на основе изучения алмазоносных
импактитов в метеоритных кратерах показывают,
что ПИА возникают как мартенситным, так и
диффузионным путем в интервале ударных давлений
от ~30 ГПа до 140 ГПа и остаточных температур
от ~700 до 4000.4500. К. Предполагается [Вишневский и др.,
1997], что при мегамасштабных импактных событиях с
большой продолжитель-ностью импульсной нагрузки
и возможностью теплообмена в ударно.сжатом
состоянии, полнота реакций замещения, а также
модификация ПИА контролируется не только
динамическими свойствами собственно углерода,
но и таковыми свойствами со стороны вмещающих
пород мишени, в крайних своих вариантах
представленных плотными или пористыми
разностями.
4. МКА обладают широкими вариациями
изотопного состава углерода, от близкого к
таковому в земных породах (алмазы из метеоритных
кратеров), до ультралегкого (алмазы из
метеоритов), с d 13С от -11. до -48. и даже -261. [Аsh,
еt аl., 1988; Lewis, еt аl., 1987; Саrlisle and Braman, 1991; Gilmour, еt аl.,
1992]. То же самое касается и изотопного состава
азота: d 15N варьирует в МКА от +8,5. [Gilmour, еt аl.,
1992] до -574. ...-1000. [Lewis, et al., 1983; 1989]. Величина
кристаллитов МКА колеблется от 3.5 нм до
нескольких мкм. Состав кристаллитов
ограничен исключительно кубической фазой
алмаза. Происхождение МКА во многом
дискуссионно, поэтому отнесение их всех к
импактным алмазам, сделанное в настоящем
сообщении, в известной степени является
условным. Однако, для находок МКА в продуктах,
связанных с Рисским и Чикскулубским импактными
событиями, такое заключение вполне обосновано.
Происхождение МКА здесь связывается с огненными
шарами указанных импактных событий и
предполагается, что эти алмазы возникли
вследствие гомогенной нуклеации [Burki, et al., 1996] или
химической конденсации [Hough, et al., 995] атомов
углерода из плазмы. Что касается МКА из
метеоритов, то, следуя представлениям [Федосеев и
др., 1971], масштабы изтопного фракционирования
углерода (и азота) в этих алмазах также указывают,
что они имеют явно конденсационное
происхождение, и поэтому могут быть,
предположительно, продуктами, связанными с
грандиозными импактными событиями,
происходившими в Космосе. Эксперименты [Burki, et al.,
1996; и других] показывают, что МКА могут возникать
в широком диапазоне температур и давлений,
вплоть до сравнительно низких (температуры
порядка 1300. К и давления вплоть до
атмосферного).
5. ИА обоих типов имеют большое научное и
общепознавательное значение, так как являются
важными минералогическими индикаторами
ударно.взрывных процессов в породах
метеоритных кратеров и в так называемых
.катастрофных горизонтах. глобального масштаба,
порождаемых дальними закратерными выбросами от
грандиозных импактных событий, происходивших на
Земле. В некоторых астроблемах ПИА могут иметь
также и экономическое значение.