Валерий Петров: Рассказы о драгоценных камнях

Пожалуй, наиболее отчетливо это показали опыты с кварцем. Обычный кварц представляет собой чистую окись кремния, имеет плотность около 2,6 г/см3 и относительно низкий показатель преломления. В 50-х годах американец Л. Коэс в лаборатории при давлении около 30 тыс. атм закристаллизовал кварц в новую форму высокоплотной кремнекислоты. Плотность этой формы была больше 3 г/см3, да и светопреломление выше, чем у обычного кварца. Надо сказать, что особого впечатления это открытие на научную общественность не произвело. Однако другой американец, китайского происхождение Е. Чао, изучавший Аризонский метеоритный кратер, образовавшийся в результате удара большого метеорита о Землю, предположил, что именно здесь могла образоваться подобная высокоплотная разновидность кремнекислоты, и начал ее разыскивать. Очень скоро удалось обнаружить среди образцов породы, претерпевших удар, кристаллики именно этой кремнекислоты, которую Чао в честь ученого, впервые получившего ее в лаборатории, назвал коэситом.

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.