Рассказы о драгоценных камнях

Следующий этап этой работы происходил в Москве. В Лабораторию высоких давлений АН СССР пришел дипломант из университета С. М. Стишов, и руководитель лаборатории поручил ему в качестве дипломной работы попытаться изучить поведение кремниевой кислоты при еще больших давлениях. В этой работе ему помогала С. В. Попова. Уже первые опыты на прессе, создававшем давление более 100 тыс. атм, были очень удачны: в массе подвергнутого давлению кварца были обнаружены незнакомые кристаллы, изучение которых показало, что это тоже кремнекислота, но с совершенно необычными свойствами. Плотность кристаллов оказалась около 4 г/см3, а светопреломление исключительно высоким. Отчет об этой работе, занявший всего одну страничку, был напечатан в советском научном журнале и попал в руки того же Чао. Чао вновь начал изучать свои аризонские образцы и вскоре обнаружил под микроскопом такие же кристаллики, какие были получены Стишовым и Поповой. Чао, верный своему правилу, назвал этот новый минерал очень высокоплотной кремнекислоты стишовитом в честь автора опубликованной статьи.

Работа Стишова и Поповой и открытие Чао произвели в научном мире впечатление «разорвавшейся бомбы». Впервые в лаборатории с помощью высокого давления был получен необычный продукт, причем из привычного кварца. Оказалось, что влияние давления на минерало-образование огромно и что прогноз В. Н. Лодочникова о существовании в глубинах Земли высокоплотных модификаций обычных на земной поверхности веществ справедлив. Во всем мире начались интенсивные работы по изучению поведения вещества при высоких давлениях, приведшие к важным результатам. Сейчас на глубинные недра Земли смотрят совсем иначе, чем до работы Стишова и Поповой.

Читатель может спросить, какое же отношение все это имеет к алмазу? А самое непосредственное. Сейчас уже хорошо известно, что алмаз представляет собой модификацию углерода высокого давления, совершенно так же, как коэсит и стишовит являются модификациями кремнезема высокого и сверхвысокого давления. Алмаз сейчас получают при давлениях 40–60 тыс. атм, Иначе говоря, алмаз на дневной поверхности является гостем с больших глубин; он образовался там, где господствуют огромные давления. Все-таки свыкнуться с таким глубинным происхождением алмаза исследователям было очень трудно, да и понять строение месторождений алмаза, учитывая, что материал приходит с глубин 100–200 км, было также весьма сложно, и в литературе постоянно появляются гипотезы «образования алмаза при низких давлениях». Некоторые из этих теорий были весьма правдоподобны, однако ни одну из них пока доказать не удалось.

Недавно по гипотезам близповерхностного образования алмаза был нанесен еще один сокрушительный удар. Среди африканских алмазоносных пород, а несколько позднее и у нас в Якутии найдены были обломки породы, явно захваченные алмазоносной породой при движении ее из глубин к поверхности. В этих обломках вмещающих пород среди других минералов — граната и пироксена — встречены были кристаллы коэсита, по краям перешедшие в кварц. Размеры этих коэситовых кристаллов достигали 3 мм. Ни в одной лаборатории не удавалось получить таких крупных кристаллов этого вещества. Ранее кристаллики коэсита находили только в качестве микроскопических включений в алмазе и поэтому рассматривали как случайность. Найденный в Африке кусок весил около 5 кг, и почти такой же образец был встречей и у нас в Якутии — это уже не может быть случайностью.

Находки включений коэситовых пород в алмазоносных трубках доказывают, что алмаз образовался на больших глубинах, там, где кварц уже существовать не может, и что подъем глубинного материала к дневной поверхности был очень быстрым, так что, попав в условия низких температур и давлений дневной поверхности, и алмаз, и коэсит «закалились» и не успели до полного охлаждения перейти в устойчивые на дневной поверхности графит и кварц.

Второй, также очень важный вывод заключается в том, что на глубинах более 100 км, где господствуют давления, необходимые для образования алмаза и коэсита, земная мантия не однородна, как думали раньше, а что на этой глубине есть разности горных пород, даже такие, в которых встречается свободная кремнекислота. До сих пор все теории о строении глубин основывались на взглядах австралийского ученого А. Е. Рингвуда, доказывавшего, что земная мантия (слой под земной корой, который находится на глубинах большее 40 км) состоит целиком из однородного «пиролита» — горной породы, очень похожей на ультрабазиты дневной поверхности.