КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер 24-17-00032

НазваниеГенетическая информативность морфологии, реальной структуры и свойств алмаза (экспериментальные исследования)

РуководительПальянов Юрий Николаевич, Доктор геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С.Соболева Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирская обл

Период выполнения при поддержке РНФ 2024 г. - 2026 г. 

Конкурс№92 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-205 - Минералы, их ассоциации и процессы минералообразования

Ключевые словаэкспериментальная минералогия, высокие давления, алмаз, мантия, рост и морфология алмаза, реальная структура и свойства кристаллов алмаза, моделирование минералообразующих процессов, генезис алмаза, типоморфизм

Код ГРНТИ38.39.00

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на выявление закономерностей изменения характеристик и свойств алмаза в зависимости от условий роста, растворения и высокобарического отжига для обоснования новых индикаторов природных алмазообразующих процессов. К настоящему времени накоплен огромный массив данных по детальным комплексным исследованиям природных алмазов, образовавшихся в различных геодинамических обстановках в широком диапазоне Р-Т-ƒО2-х параметров, который в большинстве своем пока не может быть генетически интерпретирован из-за отсутствия однозначно установленных связей в системе «условия-свойства». Учитывая невероятное разнообразие характеристик и свойств алмаза, свидетельствующих о его полигенности, представляется весьма актуальным проведение специальных экспериментальных исследований, направленных на обоснование новых индикаторов условий и эволюции процессов алмазообразования, мантийного отжига и частичного растворения в модельных средах при мантийных Р-Т параметрах. Основная задача проекта заключается в экспериментальном выявлении новых конкретных закономерностей изменения морфологии, микроморфологии, формы и состава включений, зонально-секториального строения, типа, концентрации и характера распределения дефектно-примесных центров в зависимости от состава среды, динамики изменений условий, действия конкретных механизмов кристаллизации алмаза, а также условий растворения и высокобарического отжига. На базе экспериментально установленных закономерностей в системе «условия-свойства» будут обоснованы новые индикаторы алмазообразующих процессов и их эволюции. Масштабность и комплексность задач проекта определяется тем, что полученные результаты будут востребованы при реконструкции условий образования алмазов различного генезиса, включая кимберлитовый магматизм, ультрабарический метаморфизм, минералообразование в зонах субдукции, в сверхглубинных процессах, а также в метеоритах и импактных объектах. Следует подчеркнуть, что тематика проекта не ограничивается только проблемой генезиса алмаза, сопряженной с минералогией, петрологией и геохимией глубинных зон Земли, она также связана с обоснованием критериев поиска этого уникального минерала. При решении основной задачи проекта будут использованы в том числе ранее неизученные среды и реализованы новые условия и механизмы кристаллизации, что позволяет потенциально рассчитывать на получение алмазов с необычными свойствами, и, соответственно, на разработку патентоспособных методов синтеза функциональных кристаллов алмаза для высокотехнологических областей применения. Научная новизна исследований, запланированных по проекту, определяется оригинальными задачами в области экспериментальной минералогии алмаза, направленными на выявление конкретных закономерностей в системе «условия-свойства» и обоснование новых индикаторов природных алмазообразующих процессов. В рамках проекта впервые будут проведены следующие экспериментальные исследования: • Определение влияния углеводородов в металл-углеродных системах на кристаллизацию, свойства и характеристики алмазов. • Моделирование условий кристаллизации алмаза в металл-углеродных расплавах за счет снижения температуры и в результате окисления растворителя. • Изучение процессов взаимодействия карбонатов щелочноземельных металлов с углеводородами и водородом. • Исследование характеристик и свойств алмазов, полученных в результате взаимодействия различных Ca, Mg, Fe-карбонатов с сульфидами и серой. • Комплексные исследования по росту и отжигу алмаза, направленные на выяснение условий образования водородсодержащих центров (3107 см-1). • Определение специфических морфологических особенностей растворения (резорбции) алмазов в модельных твердофазных матрицах при значениях ƒО2, соответствующих области стабильности карбонатов.

Ожидаемые результаты
При выполнении исследований по проекту будут проведены эксперименты при мантийных Р-Т параметрах в различных системах, моделирующих природные алмазообразующие среды, направленные на выявление конкретных закономерностей изменения характеристик и свойств алмаза в зависимости от состава среды, динамики изменения условий, действия различных механизмов кристаллизации, а также процессов растворения и высокобарического отжига. В результате экспериментов будут установлены конкретные закономерности и связи в системе «условия-свойства» и обоснованы новые индикаторы генезиса алмаза, включающего процессы кристаллизации, растворения и мантийного отжига. Будет определена роль углеводородов в процессах кристаллизации алмаза в металл-углеродных системах и определены индикаторные характеристики алмаза. Будут реализованы механизмы кристаллизации алмаза за счет снижения температуры и в результате окисления растворителя с выявлением специфики характеристик и свойств алмаза. Будут определены закономерности процессов взаимодействия карбонатов с углеводородами и водородом, сульфидами и серой для выявления специфических характеристик и свойств алмазов, полученных в этих процессах. Планируется определить условия образования водородсодержащих центров в алмазе. Будут получены новые данные о специфике морфологии алмазов в результате их растворения (резорбции) в твердофазных матрицах при окислительных условиях. Значимость ожидаемых результатов, прежде всего, связана с получением новых знаний по проблеме генезиса алмаза, которые будут востребованы при построении моделей алмазообразования в различных геологических процессах и внесут вклад в развитие современных представлений о минералогии, петрологии и геохимии литосферной мантии. Полученные результаты будут востребованы при обосновании поисковых критериев, а также при разработке новых патентоспособных методов синтеза алмаза. На базе результатов, полученных по проекту, будет защищено две кандидатские диссертации и одна бакалаврская. Полученная информация будет использована в курсах лекций по минералогии и кристаллографии, которые читают члены коллектива на кафедре минералогии и геохимии ГГФ НГУ. Учитывая научные заделы и высокую цитируемость предшествующих результатов коллектива, опубликованных в высокорейтинговых журналах, таких как Nature, Science Advances, PNAS, Sci Rep, EPSL, Geology, Lithos, рассчитываем на получение результатов мирового уровня и их публикацию в изданиях, входящих в систему Web of Science, включая журналы первого квартиля.

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ