NGV-Geonieuws 6 artikel 69

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 December 1999, jaargang 1 nr. 6 artikel 69

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 6! Op de huidige pagina is alleen artikel 69 te lezen.

<< Vorig artikel: 68 | Volgend artikel: 70 >>

69 Vorming van diamant uit vloeibare carbonaten in aardmantel nagebootst
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Olie, Gas & Mijnbouw !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Diamant zoals we die kennen van de bekende natuurlijke vindplaatsen (zoals bij Kimberly) ontstaan bij hoge temperatuur (900-1400 C) en hoge druk (5-6 GPa, overeenkomend met ongeveer 500.000-600.000 atmosfeer). Dat blijkt uit de aard van insluitsels die in vrijwel alle diamanten voorkomen. Voor de kunstmatige vervaardiging van diamant zijn echter nog extremere omstandigheden nodig, en wel zo'n ruime 1600 C en een druk van meer dan 7 GPa. Dat geldt tenminste voor niet-metallische omstandigheden.

Onderzoekers van het Mineralogisch en Petrologisch Instituut van de Siberische Afdeling van de Russische Academie van Wetenschappen zeggen nu echter diamant ook bij een natuurlijke temperatuur en druk te hebben vervaardigd. Ze deden dat via uitkristallisatie vanuit een basische smelt met vloeibare carbonaten. De relevante chemische verbindingen waarmee ze experimenteerden, waren Na2CO3 (soda), K2CO3, grafiet (C) en oxaalzuur (COOH-COOH) dat ze de hydratatie lieten ondergaan. Uit dit mengsel onstond bij de natuurlijke temperatuur en druk van diamantvorming een vloeistof van C-O-H. Daaraan voegden de onderzoekers minuscule diamantkristalletjes to als kristallisatiekernen.


DIAMANTJES UIT DE AARDMANTEL

Bij toepassing van een gesloten systeem (in platina-ampullen) van Na2CO3 en C met de C-O-H vloeistof, waarbij de temperatuur op 1420 C gehouden werd, bleek 20 uur te kort voor kristalvorming, maar na 30 uur waren er reeds enkele diamantjes ontstaan. Na 40 uur waren er 500-600 kristallen gevormd, met hun karakteristieke kristalvorm. Herhaling van de proef bij 1320 C werd na 40 uur een vergelijkbaar resultaat bereikt. Toen die proef nogmaals werd herhaald maar zonder de C-O-H vloeistof, bleken de toegevoegde kristallisatiekernen echter niet meer als zodanig te functioneren. Daaruit blijkt dat vooral de C-O-H vloeistof bij de diamantvorming een rol speelt. Dat bleek ook bij een proef die werd uitgevoerd bij 1150 C en die 120 uur duurde; ook daarbij kristalliseerde diamant rondom de toegevoegde kernen, zij het dat de gevormde kristalletjes niet groter werden dan 4 micron. Dezelfde proeven werden herhaald met een systeem waarbij het Na2CO3 was vervangen door K2CO3. De resultaten waren vrijwel gelijk. Bij 1150 C bleken echter geen kristalletjes meer rondom de kernen te ontstaan.

De gekozen omstandigheden komen overeen met die op veel plaatsen binnen de aardmantel, afhankelijk van de chemische Samenstelling van de gesteenten daar ter plaatse. De onderzoekers menen dat ook dat zij met hun proeven hebben aangetoond hoe diamant in de aardmantel kan zijn ontstaan. Ze stellen zelfs dat de door hen nagebootste omstandigheden de meest waarschijnlijke zijn waarbij diamant in de natuur wordt gevormd.

Referenties:
  • Pal'vanov, Yu.N., Sokol, A.G., Borzdov, Yu.M., Khokhryanov, A.F. & Sobolev, N.V., 1999. Diamond formation from mantle carbonate fluids. Nature 400, p. 417-418


Copyright NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl