The first results of the study of large diamonds from industrial deposits of Yakutia

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A representative amount of diamonds larger than 10,8 carats extracted from deposits of Yakutia during the separate ore processing of each kimberlite pipe has been studied for the first time. It is shown that according to such typomorphic characteristics of a diamond as habitus, nitrogen content and aggregation, hydrogen concentration in a diamond, it is possible to carry out a preliminary evaluation of the deposit to predict the presence of large and giant diamonds. It has been established that large diamonds from the deposits of the Daldyn-Alakitsky area have a wide variations of nitrogen impurity and its aggregations in comparison with diamonds from the Malobotuobinsky, Srednemarkhinsky areas. It is determined that the content of large diamonds in the pipes of Yakutia is inversely proportional to the number of rounded dodecahedroids. The most promising deposits for finding of large diamonds are those in which the majority of diamonds belong to one population – average nitrogen low-aggregated diamonds that were formed at a temperature of ~1100оC. According to the study of geological collections of diamonds, it is shown that in kimberlite pipes with an increased nitrogen content in diamonds, a raising in the proportion of large diamonds in the deposit is noted. On the contrary, according to the aggregation of nitrogen in diamonds, as a parameter of the post-growth history, there is a negative correlation with the content of large diamonds. Increased value concentrations of hydrogen in diamonds not only negatively affect the total diamond content of the deposit, but also generally control the decrease in the content of large diamonds.

Full Text

Restricted Access

About the authors

L. D. Bardukhinov

Vilyuyskaya Geological Exploration Expedition PJSC “ALROSA”

Email: bardukhinovld@alrosa.ru
Russian Federation, ul. Vilyuyskaya, 7B, Mirny, Republic of Sakha (Yakutia), 678174

Е. М. Sedykh

Vilyuyskaya Geological Exploration Expedition PJSC “ALROSA”

Email: bardukhinovld@alrosa.ru
Russian Federation, ul. Vilyuyskaya, 7B, Mirny, Republic of Sakha (Yakutia), 678174

А. А. Evstratov

Public Joint Stock Company “ALROSA”

Email: bardukhinovld@alrosa.ru
Russian Federation, ul. Lenina, Mirny, 6, Republic of Sakha (Yakutia)

К. V. Garanin

Public Joint Stock Company “ALROSA”

Author for correspondence.
Email: bardukhinovld@alrosa.ru
Russian Federation, ul. Lenina, Mirny, 6, Republic of Sakha (Yakutia)

N. N. Zinchuk

West Yakut Scientific Center

Email: bardukhinovld@alrosa.ru
Russian Federation, ul. Tikhonova 5, b. 1, Mirny, Republic of Sakha (Yakutia), 678170

References

  1. Бокий Г.Б., Безруков Г.Н., Клюев Ю.А., Налётов А.М., Непша В.И. Природные и синтетические алмазы. М.: Наука, 1986. 222 с.
  2. Вечерин П.П., Журавлев В.В., Квасков В.Б., Клюев Ю.А., Красильников А.В., Самойлович М.И., Суходольская О.В. Природные алмазы России // Ред. Квасков В.Б. М.: Полярон, 1997. 160 с.
  3. ГОСТ Р 51519.2-99. Алмазы природные необработанные. Классификация. Основные признаки.
  4. Забелин А.В., Ковальчук О.Е., Помазанский Б.С. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2016620793 Российская Федерация. “RSEARCH - АЛМАЗЫ”: № 2016620536: дата поступления 28.04.2016: дата гос. регистрации 15.06.2016; правообладатель АК “АЛРОСА” (ПАО).
  5. Зинчук Н.Н., Бардухинов Л.Д. О специфике изучения алмаза при прогнозно-поисковых работах (на примере Сибирской платформы) // Руды и металлы. 2021. № 3. С. 59–75 / Ores and metals 2021. № 3. P. 59–75. https://doi.org/10.47765/0869-5997-2021-10018
  6. Зинчук Н.Н., Бардухинов Л.Д. Алмазы из низкопродуктивных кимберлитов // Руды и металлы № 1/20221. С. 77–93 / Ores and metals. 2022. № 1. P. 77–93. https://doi.org/10.47765/0869 5997 2022-10004
  7. Зинчук Н.Н., Бардухинов Л.Д. Алмазы из полупромышленных кимберлитов // Вестник Воронежского государственного университета. 20222. Серия: геология № 2. С. 32–45. https://doi.org/10.17308/geology.2022.2/9277
  8. Зинчук Н.Н., Бардухинов Л.Д. О специфике докембрийских источников алмазов в россыпях // Вестник Пермского ун-та. Геология. 20223. Т. 21. № 2. С. 149–166.
  9. Зинчук Н.Н., Коптиль В.И., Махин А.И. Об основных типоморфных особенностях алмазов в краевых частях Восточно-Европейской и Сибирской платформ // Известия ВУЗов. Геология и разведка. 2001. № 4. С. 22–35.
  10. Каминский Ф.В., Шилобреева С.Н., Бер Б.Я., Казанцев Д.Ю. Количественное определение водорода в природном алмазе с использованием масс-спектрометрии вторичных ионов (SIMS) // Докл. РАН. Науки о земле. 2020. Т. 494. № 1. С. 43–48.
  11. Орлов Ю.Л. Минералогия алмаза. М.: Наука, 1973.
  12. Соболев Н.В., Логвинова А.М., Ефимова Э.С. Сингенетические включения флогопита в алмазах кимберлитов: свидетельство роли летучих в образовании алмазов // Геология и геофизика. 2009. Т. 50. № 12. С. 158–160.
  13. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Афанасьев В.П., Чепуров А.И. Генетические аспекты морфологии алмазов // Геология руд. месторождений. 2002. Т. 44. № 4. С. 331–341.
  14. Хачатрян Г.К. Анашкина Н.Е. Соотношение между распределением структурных примесей в кристаллах алмаза и алмазоносностью кимберлитовых трубок (на примере Архангельской области и Якутии) // Руды и металлы. 2021. №3. С. 114–130.
  15. Хачатрян Г.К., Палажченко В.К., Гаранин В.К., Иванников П.В., Веричев Е.М. Генезис “неравновесных” кристаллов алмаза из кимберлитовой трубки им. Карпинского-1 по данным катодной люминесценции и ИК-спектроскопии // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2008. № 2. С. 38–45.
  16. Bowen D.C., Ferraris R.D., Palmer C.E., Ward J.D. On the unusual characteristics of the diamonds from Letšeng-la-Terae kimberlites, Lesotho. Lithos, 2009. V. 112S. P. 767–774.
  17. Ulrika F.S., D’Haenens-Johansson, Evan M. Smith, Karen V. Smit, Wuyi Wang, Thomas M. Moses. The 812-carat pure Type IaB constellation diamond from Karowe – part of an even larger rough? // Extended Abstracts. 11th International Kimberlite Conference. Gaborone. Botswana. 11IKC-4611. 2017.
  18. Fritsch E., Hainschwang T., Massi L., Rondeau B. Hydrogen-related optical centres in natural diamond: an update // New Diamond and Frontier Carbon Technology. 2007. V. 17. № 2. P. 63–88.
  19. Goss J.P., Briddon P.R., Hill V., Jones R., Rayson M.J. Identification of the Structure of the 3107 cm–1 H-related Defect in Diamond // Journal of Physics: Condensed Matter. 2014. V. 26. P. 145801. https://doi.org/10.1088/0953-8984/26/14/145801
  20. Kolesnikov A., Kutcherov V.G., Goncharov A.F. Methane-derived hydrocarbons produced under upper-mantle conditions // Nat. Geosci. 2009. V. 2(8). P. 566–570.
  21. Meyer H.O.A. Inclusions in diamonds / Ed. P.H. Nixon // Mantle xenoliths. Willey. Chichester. 1987. P. 501–522.
  22. Moore A.E. The origin of large irregular gem-quality type II diamonds and the rarity of blue type IIb varieties // South African J Geol. 2014. V. 117. P. 219–236.
  23. Motsamai T., Harris J.W., Stachel T., Pearson D.G., Armstrong J. Mineral inclusions in diamonds from Karowe Mine, Botswana: super-deep sources for super-sized diamonds? // Mineralogy and Petrology. 2018. V. 112 (Suppl 1). P. 169–180.
  24. O’Reilly S.Y., Griffin W. Mantle metasomatism // Metasomatism and the chemical transformation of rock. Springer. 2013. P. 471–533.
  25. Smith E.M., Shirey S.B., Wang W. The very deep origin of the world’s biggest diamonds // Gems & Gemology. 2017. V. LIII. P. 388–403.
  26. Smith E.M., Shirey S.B., Nestola F., Bullock E.S., Wang J., Richardson S.H., Wang W. Large gem diamonds frommetallic liquid in Earth’s deep mantle // Science. 2016. 354. P. 1403–1405.
  27. Sokol A.G., Tomilenko A.A., Bul’bak T.A., Palyanova G.A., Sokol I.A., Palyanov Y.N. Carbon and Nitrogen Speciation in N-poor C-O-H-N Fluids at 6.3 GPa and 1100–1400°C // Scientific Reports 2017. V. 7 (1). P. 1–19.
  28. Taylor W.R. Nitrogen-defect aggregation characteristics of some Australian diamonds: time-temperature constraints on the source regions of pipe and alluvial diamonds // Amer. Mineral. 1990. V. 75. P. 1290–1310.
  29. Taylor W.R., Jaques A.L., Ridd M. Nitrogen-defect aggregation characteristics of some Australasian diamonds: time-temperature constraints on the source regions of pipe and alluvial diamonds // Amer. Miner. 1990. V. 75. P. 1290–1310.
  30. Zaitsev A.M. Optical properties of diamond: A data handbook // Springer Berlin Heidelberg. 2001. 502 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Photographs of the studied diamonds (a, b) (FL color) – Internatsionalnaya pipe (No. 242); (c, d) (FL color) – Nyurbinskaya pipe (No. 167); (d, f) (FL color) – Udachnaya pipe (No. 79); (g) – Botuobinskaya pipe (No. 135); (h) – Botuobinskaya pipe (No. 125).

Download (3MB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Main characteristics of the studied large diamonds from the deposits of Yakutia. 1 – Aikhal pipe, 2 – Zarya pipe, 3 – Yubileynaya pipe, 4 – Zarnitsa pipe, 5 – Udachnaya pipe, 6 – Zapolyarnaya pipe, 7 – Deimos pipe, 8 – Novinka pipe, 9 – Botuobinskaya pipe, 10 – Nyurbinskaya pipe, 11 – Russian Nyurbinskaya-sands, 12 – Internatsionalnaya pipe, 13 – Russian Watershed pebbles, 14 – deposits of the Irelyakh River; a – habit: O octahedron, O-D transitional form of the octahedron-dodecahedron series, R laminar rhombododecahedron, D rounded dodecahedron, C cube, COR combination form, III rv, IV rv, VIII rv – varieties according to Yu.L. Orlov; b – color groups: Cl – colorless, Lt Yl – light yellow, Yl – yellow, Dk Yl – deep yellow, Lt Brn – light brown, Dk Brn – dark brown, Gry – gray, Blk – black, Ctd – diamonds in a shell; c – grade: Gem – gem-grade diamonds; Near Gem – near-gemstone diamonds; d – photoluminescence colors: Bl – blue-light blue; Pnk – pink-lilac; Y-G – yellow-green; Vl – purple.

Download (905KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Distribution of total nitrogen concentration (Ntot) and nitrogen aggregation degree (%B) values ​​in large diamonds from industrial deposits in Yakutia. The values ​​are plotted on a Taylor diagram (Taylor, 1990). The deposits are grouped into three diagrams taking into account the variation in nitrogen admixture (from narrow to wide).

Download (968KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Correlation dependencies of the main characteristics of diamonds. Deposits: see Fig. 2. Note: rounded dodecahedrons, %; diamond content, ct/t; content of diamonds of class +1.8 ct in rough diamonds, %; average price of diamonds, $/ct (data from CSA, 2022); Ntot average, at.ppm – average nitrogen content in diamonds; average aggregation, % – average aggregation of nitrogen impurity.

Download (517KB)
Indexing metadata
6. Table 1. Main characteristics of large diamond samples from industrial deposits of Yakutia
Download (8MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».