Изучение минералогии алмазов в лабораторно-исследовательском комплексе АК АЛРОСА
Олег Ковальчук 21 августа 2020 г. представил на площадке проекта “Геовебинар” доклад о методах и аппаратуре изучения кристаллов алмазов. Это первый доклад из запланированной серии из трех докладов. Свое следующее выступление (ориентировочно в конце сентября) Олег Ковальчук планирует посвятить отдельным методам спектроскопических измерений, программам обработки результатов измерений, базам данных по алмазам. В ходе третьего доклада (ориентировочно в конце октября) О. Ковальчук расскажет о практических результатах изучения алмазов.
За пять лет, с 2013 по 2018 гг. на изучение алмазов в НИГПи было потрачено почти $4 млн. До 2001 года в НИГПи занимались только минералогическим изучением алмазов (описательной минералогией). С 2001 года на предприятии стали внедряться физические методы исследований.
Сегодня на каждый алмаз обязательно составляется морфологическое описание и проводится его ИК-спектроскопия. Дополнительные исследования включают такие методы, как:
- фотолюминесценцию,
- спектроскопию ВО-УФ,
- микротомографию,
- лазерную интраграфию,
- фотографирование,
- электронную микроскопию,
- профилометрию,
- КР-спектроскопию,
- КР-спектроскопию включений,
- рентгеноструктурный анализ,
- другие методы.
Олег Ковальчук подробно рассказал о методах и проблемах измерения геометрических размеров алмазов и их веса для разных форм кристаллов. Докладчик сообщил о существовании 11 разновидностей алмазов и схемах их описания. «Каждый кристалл алмаза может быть описан по 160 параметрам», − сказал О. Ковальчук.
На слайдах были представлены микроскопы и сделанных с их помощью снимки алмазов.
Точную модель кристалла позволяет получать рентгеновская компьютерная томография. С ее помощью эффективно картируется наличие в кристалле включений и зон с разными примесями. В НИГПи разрабатывается программа, которая на основе рентгеновской томографии позволит отказаться от минералогического описания кристаллов.
Анализ рельефа поверхности кристалла, полученный с помощью электронной микроскопии и оптических профилометров, показал, что именно рельеф граней (а не габитус) сильно коррелирует с содержанием в кристалле азота.
Для технологических целей, сообщил О. Ковальчук, оказалось важным исследование смачиваемости поверхности кристаллов. При малых углах смачивания алмазы плохо отделяются от породы в процессе пенной сепарации.
Большой раздел доклада был посвящен оборудованию и тонкостям ИК-спектроскопии алмазов, в частности, влиянию на измерения лучепреломления в кристаллах и поглощения излучения внутри кристаллов. О. Ковальчук также подробно рассказал об исследовании включений в кристаллы с помощью рентгеновских лучей, а также в ИК, УФ и видимом диапазонах.
Применение импульсного лазера для изучения кристаллов методом люминесценции позволило отказаться от охлаждения кристаллов жидким азотом и намного ускорило процесс измерения.
В заключении докладчик ответил на ряд вопросов, связанных с применением нейросетевых методов в ИК-Фурье спектрометрии, температурой образования гранатов внутри алмазов, применением изотопных исследований и калориметрии, использованию гомологических характеристик алмазов. Докладчик подтвердил, что изотопный состав алмазов по углероду коррелирует с данными инфракрасной спектрометрии.