Связь изотопного и примесного состава алмазов с условиями алмазообразования

• Автор: Ширяев, Андрей Альбертович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Источники алмазов, их классификация, включения, среда кристаллизации, примесные элементы, изотопный состав углерода

1.1.1. Классификация алмазов

1.1.2. Включения в атмазах

1.1.3. Физикохимический состав среды кристаллизации алмаза

1.1.4. Примесные элементы в алмазах

1.1.5. Изотопный состав углерода алмазов и мантийных пород

1.1.5.1. Изотопный состав углерода алмазов

Глава 2. Методы исследования

2.1. Оптические методы исследования
2.2. Ядернофизические методы исследования
2.2.1. Очистка поверхности образцов от примесей
2.2.2. Нсйлронноактивационный анализ ИНАА
2.2.3. Гаммаактивационный анализ ИГАА
2.3. Исследование изотопного состава углерода алмазов
2.4. Методы исследования азотных дефектов и микрополостей
2.5. Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей МУРР
2.6. Метод термодесорбции
Глава 3. Исследование примесного состава алмазов
3.1. Результаты нейтронноактивационного исследования примесей в алмазах из конкретных месторождений
3.1.1. Алмазы из Архангельских месторождений
3.1.2. Алмазы из Якутских месторождений
3.1.2.1. Трубка Спутник
3.1.2.2. Алмазы из трубки Удачная
3.1.3. Алмазы из россыпей Венесуэлы
3.2. Обсуждение ланных
3.3. О связи изотопного состава углерода и химического состава примесей
3.4. Формирование алмазов
Глава 4. Исследование водорода в алмазах
Глава 5. Исследование азотных дефектов
5.1. Физическая классификация алмазов
5.2. Основные дефекты в алмазах свойства и модели
5.3. Диффузное и малоугловое рассеяние рентгеновских лучей в алмазах типа I и модели А и В дефектов
5.4. Превращения примесных дефектов в алмазе под воздействием высоких температу р и давлений
5.5. Исследование распределения азотных дефектов в
алмазной матрице
5.5.1. Диффузное рассеяние рентгеновских лучей
5.5.2. Малоугловое рассеяние рентгеновских
лучей МУРР
5.5.3. Модели агрегации азота в алмазах
5.6. Заключение
Глава 6. Применение познтронной аннигиляции для
исследования дефектов н микрополостей
6.1. Заключение
Приложение. Алмазы, использованные для изучения
примесей и изотопного состава углерода
Литература


Изложение диссертационного материала построено сообразно поставленным целям и задачам. Работа состоит из введения, шести глав, и приложения. Текстовый материал изложен на 7 страницах, проиллюстрирован рисунками, 8 таблицами. Список литературы содержит 1 наименование. Введение содержит формальные обобщенные сведения о работе. Первая глава является изложением литературного материала, отражающего основные современные знания о среде алмазообразования, изотопном составе углерода мантийных резервуаров. Во второй главе представлено описание экспериментальных методов исследования, применявшихся в данной работе. Описание изученных образцов приведено в Приложении. Четвертая глава посвящена термодесорбционному изучению формы вхождения водорода в алмазы. В пятой главе изложены результаты рентгеновских исследований основных азотных дефектов в алмазах предложена модель процесса агрегации азота. Шестая глава содержит результаты исследования микрополостей и вакансионных дефектов в волокнистых алмазах методом позитронной аннигиляции. Результаты исследований по теме диссертации докладывались автором на XIV и XV Симпозиумах по геохимии изотопов Москва, и , на годичной сессии Всесоюзного минералогического общества Москва, , на конференциях молодых ученых ГЕОХИ РАН Москва, , , на 8й и 9й Гольдшмидтовских конференциях Тулуза, Франция, Бостон, США, , на 7й Международной Кимберлитовой конференции Кейптаун, ЮАР, , на й конференции отделения физики конденсированного состояния Европейского физического общества Гренобль, Франция, , на 6м международном семинаре по позитронам и химии позитрония Цукуба, Япония, на й Европейской конференции Оашопс Прага, Чехия. Опубликовано 6 статей, из них 4 по теме диссертации, и тезисов в трудах конференции. Работа была выполнена в Лаборатории геохимии углерода Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Верн адского Российской Академии Наук. Очевидно, что в период работы над диссертацией автор не находился в изоляции. ГЕОХИ и других учреждений, которые помогали и поддерживали меня. В первую очередь я благодарен научному руководителю академику Эрику Михайловичу Галимову. Автор благодарен О. Д.Захарченко, Э. С. Ефимовой и Г. П.Булановой за предоставленные образцы за помощь в выполнении активационного анализа Н. Н.Догадкину, Д. Сапожникову и Г. М.Колесову. Часть работы осуществлялась в тесном сотрудничестве с Ю. А. Клюевым, А. М. Налетовым, И. В. Быковым и А. Т.Дембо. Автор глубоко признателен за поддержку и многочисленные дискуссии В. Б.Полякову и С. Д.Минееву. Разработана методология изучения дефектов и примесей в алмазах без видимых включений. Методология включает в себя последовательное применение комплекса оптических исследований, малоуглового рассеяния рентгеновских лучей, спектроскопии аннигиляции позитронов, термодесорбции водорода, активационного анализа. Минеральный состав микро и макровключений примерно одинаков, что свидетельствует о незначительно роли эффекта захвата пограничного слоя в процессе кристаллизации и указывает на малые скорости роста октаэдрических кристаллов иили на низкую вязкость среды алмазообразования. Для изученной коллекции отсутствует связь примесного состава с парагенезисом и изотопным составом углерода алмазов. Отжиг алмазов приводит к упорядоченному распределению азотных дефектов в алмазной матрице, что обнаружено методом малоуглового рентгеновского рассеяния. Степень упорядоченности дефектов отражает зрелость алмазов. Для ее оценки метод малоуглового рентгеновского рассеяния обладает большей чувствительностью, чем ИКспектроскопия. Впервые проведена количественная оценка количества азотвакансионных комплексов и стабильных межузельных атомов методом спектроскопии аннигиляции позитронов. Показано, что в изученных природных алмазах концентрация этих дефектов колеблется от 0. Комбинация методов термодесорбции водорода и спектроскопии аннигиляции позитронов впервые использована для оценки состава, размеров и концентрации включений газовожидкой фазы в алмазах. Показано, что изученные алмазы содержат см3 водородсодержащих включений нанометрового размера.