Рудник Аргайл в Западной Австралии славится своими редкими розовыми алмазами, и ученые теперь думают, что знают, как они образовались: тектоническое столкновение, за которым последовал распад суперконтинента.
Рудник Аргайл в Западной Австралии на протяжении почти 40 лет входил в число выдающихся сокровищ природы. На пике своего развития Аргайл производил больше цветных бриллиантов, чем где-либо еще на Земле, и заслужил особенно блестящую репутацию благодаря своим беспрецедентным запасам розовых бриллиантов.
Исследователи потратили десятилетия, пытаясь разгадать происхождение мерцающих драгоценных камней Аргайла. Теперь, датируя минералы в вулканической породе рудника, уче ные полагают, что, возможно, им наконец удалось собрать воедино процесс, в результате которого образовалось месторождение около 1,3 миллиарда лет назад. Так, команда утверждает, что распад раннего суперконтинента поднял камни Аргайла из сокрушительных глубин к поверхности Земли.
Рудник Аргайл, расположенный в 2200 километрах к северо-востоку от Перта, Австралия, в суровом регионе страны Кимберли, когда-то занимал территорию размером с 94 футбольных поля. С момента открытия в 1983 году до закрытия в 2020 году, когда добыча драгоценных камней там уже не была экономически выгодной, в Аргайле было добыто более 865 миллионов каратов необработанных алмазов. Большинство этих камней имеют бледные оттенки желтого или коричневого цвета. Но небольшой процент алмазов, представленных на этом объекте, излучает насыщенный розовый, пурпурный или красный цвет. Более 90 процентов мировых поставок розовых бриллиантов, включая почти 13-каратный Pink Jubilee, приходится на Аргайл.
Розовый оттенок самых роскошных алмазов Аргайла связан с повреждениями, которым они подверглись глубоко в недрах земли. По словам Хьюго Олирука, геолога из Университета Кертина в Перте и ведущего автора нового исследования, эти алмазы изначально бесцветны. Но огромное тектоническое давление сталкивающихся континентов может изменить кристаллическую структуру камней, раскрывая потенциальные цвета, скрытые внутри.
«Алмазы вынуждены сгибаться и скручиваться», — говорит Олирук. «Если их немного повернуть, некоторые из этих бриллиантов станут розовыми». Дальнейшее скручивание делает их коричневыми.
Алмазы Аргайла приобрели розовые и коричневые оттенки около 1,8 миллиарда лет назад, когда кусок территории, которая сейчас является западной Австралией, врезался в северную Австралийскую плиту и деформировал скальные породы региона. Но это объясняет лишь часть истории происхождения Аргайла. Когда континенты столкнулись, алмазы этого региона оказались погребены в мантии, на сотни 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 комки темно-серого графита.
Вулкан был необходим, чтобы поднять расплавленные алмазы из мантии нашей планеты.
«Нужен какой-то тектонический триггер, чтобы поднять их на поверхность», — говорит Олирук.
Когда расплав поднимается, углекислый газ и пар расширяются, вызывая извержение, которое он сравнивает с выскакиванием пробки от шампанского. В Аргайле это извержение, вероятно, произошло на пляже, где песок и морская вода взаимодействовали с вулканической породой, называемой лампроитом.
Чтобы определить, когда произошло извержение, команда разрезала два тонких участка вулканической породы Аргайла и отполировала их до минимальной ширины. Анализируя минеральный состав образца под микроскопом, исследователи смогли точно определить зерна песка 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, которые образовались в породе, когда магма слилась с кварцем в пляжном песке.
Сравнение возраста самых молодых зерен песка и самых старых кристаллов титанита позволило исследователям оценить, что извержение в Аргайле произошло между 1,3 миллиарда и 1,26 миллиарда лет назад. Этот возрастной диапазон оказался старше предыдущих оценок, что удивило Олирука и его коллег.
«У нас был пул ставок, и никто не получил 1300 [миллионов лет]», — говорит он. «Это был один из тех моментов, которые разбивают стекло».
Это время извержения соответствует нестабильному периоду в тектонической истории Земли, когда один из первых суперконтинентов, называемый Нуна, раскалывался на части. Команда утверждает, что эта нестабильность могла вновь открыть пласт вдоль границы континента, где сейчас находится Аргайл. Это, в свою очередь, вызвало вулканическую активность, которая вынесла алмазоносный расплав на поверхность, создав обширные месторождения алмазов в Аргайле.
Новые оценки времени добавляют важный контекст для понимания извержения вулкана в Аргайле, говорит Эван Смит, исследователь Геммологического института Америки, который изучает геологию алмазов, но не участвовал в новом исследовании.
«Предыдущее ограничение по возрасту Аргайла было более молодым, и было гораздо менее ясно, как представить извержение в более широком геологическом контексте», — говорит Смит.
Он считает, что новое исследование добавляет захватывающие доказательства того, что эти «извержения связаны с более масштабными процессами, которые затрагивают целые континенты, а не являются изолированными, случайными излияниями магмы».
Олирук считает, что подобные события могли произойти и на других континентальных границах по всему миру. Большинство алмазоносных месторождений находится в середине континентальных плит, где обнажены горные породы. Это делает Аргайла исключением. Когда месторождение было впервые обнаружено, большинство геологов считали, что поиск алмазов вдоль границ континентальных плит, которые часто подняты древними горными поясами и погребены под почвой и песком, бесполезен.
Хотя добыча драгоценных камней в этих регионах по-прежнему затруднена, Олирук считает, что в необработанном виде можно найти много алмазов.
«Я думаю, что все они будут окрашены какими-то цветами», — говорит он. «Они все могут быть коричневыми, но, если повезет, там может оказаться несколько розовых».
ScientificAmerican
Источник
