Геммологический институт Америки (GIA) рассказывает о том, как голубые бриллианты приобретают свой оттенок.
Бриллианты бывают разных цветов, в том числе красивых оттенков синего. Один из самых известных в мире драгоценных камней, который покорил сердца миллионов посетителей Смитсоновского музея, – это серовато-голубой бриллиант Хоупа.
Этот цвет обусловлен следовыми количествами бора, который заменяет углерод в кристаллической структуре алмаза. Некоторые голубые бриллианты приобретают свой цвет из-за структурных дефектов, образующихся в результате воздействия радиации, или из-за более сложных дефектов, связанных с водородом, но большинство таких бриллиантов окрашены бором. Ученые только недавно узнали, что борсодержащие алмазы, такие как алмаз Хоупа, имеют невероятную геологическую предысторию.
Борсодержащие алмазы технически классифицируются как тип IIb. Элемент бор в изобилии присутствует на поверхности Земли, но глубже внутри планеты, где растут алмазы, бора очень мало. Где именно в Земле кристаллизуются эти алмазы и как они наследуют свой характерный заряд бора, оставалось неизвестным на протяжении десятилетий.
В 2018 году в журнале Nature были опубликованы результаты инновационного исследования алмазов типа IIb. В этом исследовании, проведенном под руководством GIA, были предприняты стратегические усилия по поиску и изучению минеральных включений, таких как показанные ниже. Изучая включения, которые представляют собой небольшие кусочки материала, попавшие в алмаз во время кристаллизации, ученые узнали о породе-хозяине и глубине, на которой формируются алмазы типа IIb.
Два вывода поразили исследовательскую группу. Во-первых, конкретные минералы, обнаруженные в этих включениях, встречаются только при чрезвычайно высоком давлении очень глубоко в Земле, что позволяет сделать вывод о том, что алмазы типа IIb образовались по крайней мере на глубине так называемой переходной зоны (410-660 км) и, возможно, глубже, достигая нижней мантии (глубже 660 км). Для сравнения, это примерно в четыре раза глубже, чем для большинства других видов алмазов, которые образуются у на глубине примерно 150-200 км.
Вторым интересным наблюдением было то, что минералогия включений указывает на то, что алмазы росли в присутствии океанической коры, которая была перенесена в нижнюю мантию в результате медленного геологического процесса субдукции. Продолжающееся опускание субдуцирующих океанических пород подобно конвейерной ленте, способной увлекать поверхностные материалы, такие как вода, углерод и бор, вглубь Земли.
Для алмазов типа IIb связь с глубоко погруженными тектоническими плитами повышает вероятность того, что атомы бора, содержащиеся в этих голубых драгоценных камнях, первоначально могли быть получены из древних океанов.
Теперь мы знаем, что борсодержащие голубые алмазы, такие как алмаз Хоупа, относятся к редкой категории алмазов, известных как «сверхглубокие» алмазы. Но почему бор вообще вызывает появление такого привлекательного цвета? Бор изменяет электронную структуру таким образом, что поглощает некоторые длины волн света. Пока они не «компенсированы» другими дефектами, атомы бора в алмазе фактически лишены электрона по сравнению с соседними атомами углерода.
Именно эти некомпенсированные атомы бора могут взаимодействовать со светом и поглощать его, особенно на определенных длинах волн в инфракрасном спектре. Если поглощение достаточно интенсивное, оно распространяется из инфракрасной части спектра (невидимой для нас) в видимый световой спектр, где он преимущественно поглощает красный свет. В результате бриллиант приобретает удивительный голубой цвет.
С более подробной информации можно ознакомиться на сайте
Загрузка...
