Abstract

We have investigated the textural diversity in four Brazilian samples of carbonado diamond by cathodoluminescence petrography and spectroscopy, coupled with carbon, nitrogen and argon isotope analyses. Three types of textures were observed: homogeneous, porphyritic and flow textures. In these last two textural varieties, carbon isotopic composition and nitrogen contents covary in different ways. The complex texture and δ13C–[N] variability in our two heterogeneous samples are analogous to those in igneous rocks. All four grains yielded similar cathodoluminescence spectra with respect to peak, positions and shapes, but relative intensities exhibit great differences. The main band at 575 nm represents the N + V center, which can involve (i) an irradiation followed by annealing, (ii) a plastic deformation during sintering of Ib-type microcrystals of diamond, or (iii) a growth of diamond crystals by a chemical vapor deposition (CVD) mechanism. Both cathodoluminescence spectra and N2/40Ar values of carbonado are distinct from those of impact-generated diamond. The relatively low concentration of Ar also does not support a CVD origin of carbonado diamond.

Abstract

La diversité texturale observée dans quatre échantillons brésiliens de diamant carbonado a été étudiée par la pétrographie et la spectroscopie de cathodoluminescence couplée aux études isotopiques du carbone, de l’azote et de l’argon. Trois types de textures sont observées: homogène, porphyritique et de flux. Dans ces deux dernières variétés, les isotopes du carbone et les concentration d’azote covarient de façon différente. La complexité texturale et les variations δ13C–(N) dans nos deux échantillons hétérogènes sont comparables à celles des roches ignées. Tous les quatre grains de carbonado présentent les mêmes spectres de cathodoluminescence, notamment la position et la forme des pics, mais leurs intensités relatives montrent de grandes différences. La bande majeure de cathodoluminescence, située à 575 nm, est due aux centres de luminescence azote + lacune (N + V), centres qui peuvent être expliqués par trois mécanismes, soit: (i) une irradiation suivie d’un recuit, (ii) une déformation plastique durant le frittage de microcristaux de diamant de type Ib, ou (iii) à la croissance de cristaux de diamant par dépôt chimique sous phase vapeur (CVD). Les spectres de cathodoluminescence ainsi que les rapports N2/40Ar des échantillons de carbonado sont différents de ceux des cristaux de diamant d’impactites. Les relativement faibles concentrations d’Ar posent également le problème de l’origine CVD du diamant carbonado.

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