Abstract

Diamond crystals from Siberian, Arkhangelsk, South African, Canadian and South American deposits were analyzed for structurally bound nitrogen, hydrogen and “platelet” defects using infrared (IR) absorption spectroscopy. Wide variations in total nitrogen and hydrogen contents and in the state of nitrogen aggregation were established in diamond crystals from different areas and deposits. On this basis, three groups were distinguished: (1) low-nitrogen, highly-aggregated-nitrogen diamond, (2) intermediate diamond crystals, and (3) high-nitrogen, poorly-aggregated-nitrogen diamond (occasionally with high concentrations of hydrogen and “platelets”). They represent, in general terms, three major stages of diamond formation: (1) the initial stage at high P–T conditions, which occasionally occurs in super-deep areas (e.g., lower mantle and transition zone), (2) the main stage, and (3) the final stage, which represents the latest episodes of magmatic evolution and is characterized by high oversaturation of the crystallization medium and high internal temperature-gradients. These data may be used for “fingerprinting” of diamond, in prospecting for new deposits in diamondiferous areas, and in the evaluation of diamond crystals from newly discovered deposits.

Abstract

Une collection de cristaux de diamant provenant des gisements de Sibérie, Arkhangelsk, Afrique du Sud, Canada et Amérique du Sud a été analysée par spectroscopie infrarouge afin d’établir les teneurs en azote et en hydrogène, et la proportion de défauts en “plaquettes”. Nous avons trouvé de grandes variations en teneurs globales d’azote et d’hydrogène, ainsi qu’en état d’aggrégation de l’azote dans les cristaux provenant des différentes régions et de différents gisements. A la lumière de ces mesures, nous distinguons trois groupes: (1) diamant à faible teneur et degré d’aggrégation élevé d’azote, (2) diamant ayant des caractéristiques intermédiaires, et (3) diamant à forte teneur et à faible degré d’aggrégation d’azote (et, dans certains cas, à teneurs élevées en hydrogène et en “plaquettes”). Ces trois groupes représenteraient, en termes généraux, trois stades majeurs de formation du diamant: (1) le stade initial, à des conditions de P et de T élevées, dans certains cas correspondant à des régions très profondes du manteau (par exemple, le manteau inférieur et la zone de transition), (2) le stade principal de croissance, et (3) le stade final, qui représenterait les étapes ultimes de l’évolution magmatique, avec sursaturation élevée dans le milieu de croissance et des gradients de température internes importants. Ces données peuvent servir “d’empreinte digitale” d’échantillons de diamant, dans les programmes d’exploration pour des gîtes nouveaux dans les régions diamantifères, et dans l’évaluation de cristaux de diamant des gisements récemment découverts.

(Traduit par la Rédaction)

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