Введите номер документа
ru

Определение происхождения алмазов: Вкратце

 

Определение происхождения алмазов: Вкратце

 

Можно ли проанализировать алмаз и определить, где он был добыт?

Этот Бриллиант Бельгийский, Индийский, Якутский?

А в чем между ними разница?

 

Это и другие вопросы, которые как град сыпятся от наших клиентов, и в данной публикации мы решили раз и навсегда развеять все смуты и дать научные объяснения по вопросам определения происхождения Алмазов.

Хотелось бы иметь возможность быстро и неразрушающим методом определить географическое происхождение любого алмаза. Хотя для некоторых драгоценных камней такая перспектива вполне реальна, для бриллиантов это значительно сложнее, или невозможно.

Разумно предположить, что драгоценные камни, образовавшиеся в разных местах, будут иметь некоторые отличия друг от друга. Эти различия могут проявляться в виде различных типов включений, особенностей роста, характеристик спектроскопии или вариаций в химическом составе микроэлементов, которые можно сравнить с "химическим отпечатком пальца". Анализ микроэлементов может стать мощным инструментом для определения происхождения драгоценных камней, таких как рубины или сапфиры. В этих камнях концентрация многих микроэлементов часто превышает одну часть на миллион (ppm) по весу, достигая десятков и сотен ppm.

Концентрация в 1 ppm можно представить как каплю в ведре. (рис 1. ) Хотя это может показаться незначительным, концентрации в этом диапазоне могут быть легко измерены с использованием современных методов, применяемых в лабораториях драгоценных камней по всему миру. Два наиболее распространенных метода - это LA-ICP-MS (масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой и лазерной абляцией) и LIBS (спектроскопия лазерного индуцированного пробоя). Эти методы позволяют точно измерять концентрации микроэлементов в драгоценных камнях

Однако уровень концентрации большинства микроэлементов в алмазах значительно ниже, что делает их измерение более сложным. Главная причина такой относительной чистоты заключается в том, что алмаз состоит из тесно упакованных и прочно связанных атомов углерода, которые связываясь стремятся исключить другие  элементы и/или примеси по мере роста кристалла. Концентрация элементов в алмазах может варьироваться в диапазоне одного на миллиард (эквивалентно одной капле в наземном бассейне) или одного на триллион (эквивалентно капле, распределенной по 20 бассейнам олимпийского размера).(см. фото 1)

 

                                                               (Фото №1)

На сегодняшний день было проведено чуть более тысячи высококачественных анализов драгоценных алмазов на содержание микроэлементов с разных месторождений. Результаты сложны, но показывают поразительное сходство и совпадение между алмазами из разных месторождений.

Проблема анализа содержания микроэлементов в алмазах является не единственной сложностью. Даже если будущие технологические разработки сделают анализ более простым и доступным, способ образования алмазов в земле также представляет проблему. Геологические процессы и составляющие, участвующие в формировании алмазов, имеют удивительное сходство по всему миру. Более того, если дать возможность изучить и сравнить весьма крупные партии (от 1000 карат и выше) с разных рудников, их средние свойства могут отличаться. Однако на индивидуальном уровне и в целом большинство алмазов обладает схожими геологическими характеристиками, независимо от их происхождения.

Большинство добываемых алмазов первоначально образовались на глубине 150-200 км под поверхностью Земли, в самых старых и толстых частях континентов, в мантийных породах, называемых перидотитом и эклогитом. Кусочки этих мантийных пород иногда попадают внутрь алмазов по мере их роста (рис. 2). Мы встречаем те же виды минеральных включений на большинстве алмазных месторождений по всему миру, что отражает аналогичный рост алмазов в перидотитовых и эклогитовых породах.

К тому же мантия Земли во всем мире довольно схожа, породы, расположенные близко к поверхности Земли, в континентальной коре, демонстрируют огромные различия. Цветные драгоценные камни, такие как рубины и изумруды, образуются в земной коре в более изменчивых геологических условиях. Больше шансов, что условия образования цветных драгоценных камней будут иметь четкие и систематические различия между разными месторождениями. Если добавить тот факт, что эти минералы обычно могут содержать гораздо более высокие концентрации микроэлементов, чем алмазы, то получается, что цветные драгоценные камни с большей вероятностью (хотя и не гарантированно) унаследуют микроэлементы, включения и другие характеристики с географическими различиями.

 

Детальней изучив данную тему я пришел к выводу что три ключевых условия, которые должны быть выполнены для возможности (повторяюсь, возможности! а не конкретного вердикта) определения географического происхождения:

Во-первых, мы должны иметь характеристики, которые различаются между разными происхождениями. Анализ элементов считается наиболее главным для ответа данного вопроса, но как указывалось ранее и как вы поняли, данное (первое) требование не может быть выполнено.

Во-вторых, как упоминалось выше, нам необходимо иметь большую базу данных характеристик для сравнения, как для демонстрации выполнения первого требования, так и для использования в качестве основы для анализа неизвестных образцов. В настоящее время для измерения сверхнизких концентраций микроэлементов в алмазе требуются специализированные аналитические методы, которые хоть и существуют но они слишком длительные, и дорогостоящие (от 100 000$ и выше за 1 минерал) и слишком разрушительные в силу того, что алмаз подвергается определенным химическим и физическим воздействиям, соответственно это все создает некую дилемму исследователям. С одной стороны это все во имя науки, с другой стороны какая организация готова стать донором и безвозвратно спонсировать алмазами и денежными средствами, когда она может спокойно использовать эти же средства для разведки новых месторождений? 

В третьих сбор коллекции алмазов с каждого рудника представляет собой еще одно препятствие, поскольку для точного отражения природной изменчивости, вероятно, потребуется включить тысячи образцов из каждого места, что составляет немаловажную проблему.

Попытка выполнить три вышеуказанных требования потребует сочетания технологических инноваций и сбора значительного объема данных без гарантии успеха. Это было бы грандиозным исследовательским мероприятием, на которое немногие организации или группы согласятся.

В целом, до сих пор не было проведено ни одного научно обоснованного исследования с использованием какого-либо метода, демонстрирующего уникальные и измеримые характеристики, которые позволили бы независимо определить происхождение случайного индивидуального алмаза.

И финальная дилемма над которыми ученые каждый день мучаются, а нужно ли все это ? И для чего это надо ? Какие цели мы достигнем впоследствии ?  Если все это будет сделано только для того чтобы фильтровать алмазы добытые незаконным путем, (использование детского и рабского труда, для финансирования местных повстанческих движений и т.д.) то конечно имеет смысл. Но порой как говорится некоторые двери лучше оставить нетронутым, и если в один день специалисты найдут способ по которому можно понять происхождение алмаза, заинтересованные в этом страны могут использовать эти рычаги как средство манипуляции и что в некоторых случаях даст возможность дискриминировать определенные источники.

 

Использованная литература: 

Smith, E. M., Smit, K. V. & Shirey, S. B. Methods and Challenges of Establishing the Geographic Origin of Diamonds. Gems & Gemology 58, 270-288, doi:10.5741/gems.58.3.270 (2022).

2            Groat, L. A. et al. A review of analytical methods used in geographic origin determination of gemstones. Gems & Gemology 55, doi:10.5741/GEMS.55.4.512 (2019).

3            McNeill, J. C. R. et al. Quantitative analysis of trace element concentrations in some gem-quality diamonds. Journal of Physics: Condensed Matter 21, 364207-364220 (2009).

4            Smith, E. M., Krebs, M. Y., Genzel, P.-T. & Brenker, F. E. Raman Identification of Inclusions in Diamond. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 88, 451-473, doi:10.2138/rmg.2022.88.08 (2022).

5            Stachel, T., Cartigny, P., Chacko, T. & Pearson, D. G. Carbon and Nitrogen in Mantle-Derived Diamonds. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 88, 809-875, doi:10.2138/rmg.2022.88.15 (2022).

6            Stachel, T., Aulbach, S. & Harris, J. W. Mineral Inclusions in Lithospheric Diamonds. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 88, 307-391, doi:10.2138/rmg.2022.88.06 (2022).

7            Krebs, M. et al. A common parentage-low abundance trace element data of gem diamonds reveals similar fluids to fibrous diamonds. Lithos 324, 356-370 (2019).

8            Dalpé, C., Hudon, P., Ballantyne, D. J., Williams, D. & Marcotte, D. Trace element analysis of rough diamond by LA‐ICP‐MS: a case of source discrimination? Journal of forensic sciences 55, 1443-1456 (2010).

9            Cartier, L. E., Ali, S. H. & Krzemnicki, M. S. Blockchain, Chain of Custody and Trace Elements: An Overview of Tracking and Traceability Opportunities in the Gem Industry. Journal of Gemmology 36 (2018).

10. Картина : Rough diamonds. (Shutterstock)

11. Rapaport 

 

 

 

 

Другие статьи

В пух и прах все торговые мифы о происхождении Алмаза

Краткая история сейсмолога Васика Мирзаева основателя предприятия Vosiq Mirzo

Кратко из видеоселекторного совещания

Vosiq Mirzo совместно с специалистами из Японии внедряют новые системные платформы

Vosiq Mirzo внедряет новые стандарты по защите сертификатов

Многие из нас сталкиваются с необходимостью оценить ювелирное изделие, драгоценный или ювелирный камень. Кто-то сам пытается провести комплекс мер и оценить имеющиеся у него ценности, опираясь на доступную литературу...

По сообщениям Геммологического Института Америки (GIA), недавно в лаборатории, расположенной в городе Карлсбад (Carlsbad), изучили новый ювелирный материал, произведённый компанией «Kyocera»...

Определение драгоценного камня, его происхождения и методов облагораживания, если такие были применены, является одной из основных задач геммологической экспертизы, проводимой экспертами геммологической лаборатории.

Современный рынок опалов наполнен разнообразными камнями и изделиями из них, причём цены на эти камни могут различаться более чем в тысячи раз.