Записки горного института, 2021, № 4

Научный журнал «Записки Горного института» с 1907 года 
издается Санкт-Петербургским горным университетом – первым 
высшим техническим учебным заведением России, основанным 
в 1773 году Указом Екатерины II как воплощение идей Петра I  
и М.В.Ломоносова о подготовке инженеров для развития горнозаводского 
дела.  

На базе Санкт-Петербургского горного университета работает 
Международный центр компетенций в горнотехническом образовании 
под эгидой ЮНЕСКО, способствующий активному взаимодействию 
журнала с международным научным сообществом.

Цель журнала – создание информационного пространства, 
в котором отечественные и зарубежные ученые представят 
результаты теоретических и эмпирических исследований, посвященных 
проблемам минерально-сырьевого комплекса. Журнал 
привлекает ведущих специалистов к публикации научных статей 
и содействует их продвижению в международное научное 
пространство. 

Публикуемые статьи освещают вопросы геологии, горного и 
нефтегазового дела, металлургии и обогащения, электромеханики 
и машиностроения, геоэкологии и безопасности 
жизнедеятельности, геоэкономики и менеджмента. 

Журнал входит в Перечень рецензируемых научных изданий 
ВАК, индексируется Scopus (Q2), Web of Science Core Collection 
(ESCI), DOAJ, GeoRef, Google Scholar, РИНЦ.

Журнал выходит 6 раз в год. Средний срок до первого решения –  
1 месяц.

Статьи публикуются на русском и английском языках на безвозмездной 
основе.

На обложке экспонат Горного музея – чароит – редкий поделочный камень, встречающийся 

только на территории России, но успевший покорить своей красотой и уникальностью весь мир.

Памятный предмет, выполненный в виде горы из чароита насыщенного фиолетового 

цвета, в нижней части прикреплен стилизованный фасад Горного университета из белого 

и зеленого нефрита. Гора смонтирована на подставке в виде пластины, в оформлении 

которой использованы агат, габбро, известковый песчаник, порфир. В правом верхнем 

углу основания закреплена металлическая табличка в виде ленты с надписью: «Тем, кому 

обязаны всем. От выпускников ЛГИ им. Г.В. Плеханова РММ, РМ-81. 2016 г.».

Горный музей – третья в мире по величине естественно-научная экспозиция, имеет более 

230 тысяч экспонатов, среди которых драгоценные металлы и камни, уникальные коллекции 

минералов, руд, горных пород, палеонтологических остатков, метеоритов, собрание моделей 

и макетов горной и горнозаводской техники, изделия камнерезного и ювелирного искусства.
  

Санкт-Петербургский

университетет

Международный 

центр компетенций

в горнотехническом 

образовании

под эгидой ЮНЕСКО
Записки Горного института

––

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
В.С.Литвиненко, д-р техн. наук, профессор, академик Международной академии наук высшей школы, РАЕН, РАГН, МАНЭБ, ректор 
(Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

ЗАМЕСТИТЕЛЬ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА
С.Г.Скублов, д-р геол.-минерал. наук, доцент, член Российского минералогического общества, эксперт Российского научного фонда и РАН (Санкт-Петербургский 
горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 

ОТВЕТСТВЕННЫЙ СЕКРЕТАРЬ
С.В.Купавых, канд.техн.наук, директор издательского дома «Записки Горного института» (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ

О.Е.Аксютин, д-р техн. наук, чл.-кор. РАН, член правления, начальник департамента (ПАО «Газпром», Москва, Россия)
А.А.Барях, д-р техн. наук, профессор, академик РАН, директор (Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН, Пермь, Россия)
В.Н.Бричкин, д-р техн. наук, зав. кафедрой металлургии (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)
С.Г.Гендлер, д-р техн. наук, профессор, академик РАЕН (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)
О.М.Ермилов, д-р техн. наук, профессор, академик РАН, РАГН, зам. главного инженера по науке (ООО «Газпром добыча Надым» ПАО «Газпром», Надым, Россия)
В.П.Зубов, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой разработки месторождений полезных ископаемых (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)
Г.Б.Клейнер, д-р экон. наук, профессор, чл.-кор. РАН, заместитель директора (Центральный экономико-математический институт РАН, Москва, Россия)
А.В.Козлов, д-р геол.-минерал. наук, член Российского минералогического общества, зав. кафедрой геологии и разведки месторождений полезных ископаемых 
(Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)
Ю.Б.Марин, д-р геол.-минерал. наук, профессор, чл.-кор. РАН, президент (ООО «Российское минералогическое общество», Санкт-Петербург, Россия)
С.С.Набойченко, д-р техн. наук, профессор, чл.-кор. РАН, заслуженный деятель науки и техники РФ, зав. кафедрой металлургии цветных металлов 
(Уральский федеральный университет, Екатеринбург, Россия)
М.А.Пашкевич, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой геоэкологии (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 
Т.В.Пономаренко, д-р экон. наук, профессор, доцент (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)
О.М.Прищепа, д-р геол.-минерал. наук, академик РАЕН, зав. кафедрой геологии нефти и газа (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)
А.Г.Протосеня, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой строительства горных предприятий и подземных сооружений (Санкт-Петербургский горный университет, 
Санкт-Петербург, Россия)
В.Е.Сомов, д-р экон. наук, канд. техн. наук, академик РАЕН, директор (ООО «Кинеф», Кириши, Россия)
А.А.Тронин, д-р геол.-минерал. наук, директор (Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург, Россия)
В.Л.Трушко, д-р техн. наук, профессор, академик Международной академии наук высшей школы, РАЕН, РАГН, МАНЭБ, зав. кафедрой механики
(Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 
П.С. Цветков, канд. экон. наук, начальник управления по публикационой деятельности (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)
А.Е.Череповицын, д-р экон. наук, профессор, зав. кафедрой организации и управления (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)
Я.Э.Шклярский, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой общей электротехники (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)
В.А.Шпенст, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой электроэнергетики и электромеханики (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)
Олег Анцуткин, профессор (Технологический университет, Лулео, Швеция)
Хал Гургенчи, профессор (Школа горного машиностроения Квинслендского университета, Брисбен, Австралия)
Анджей Краславски, профессор (Лаппеенрантский технологический университет, Лаппеенранта, Финляндия)
Эдвин Кроке, д-р наук, профессор (Институт неорганической химии Фрайбергской горной академии, Фрайберг, Германия)
Павел Власак, профессор, зав. кафедрой механики жидкостей и дисперсных сред (Институт гидродинамики Чешской академии наук, Прага, Чехия)
Габриэль Вейсс, д-р наук, профессор, проректор по научной и исследовательской деятельности (Технический университет, Кошице, Словакия)
Чжоу Фубао, д-р наук, профессор, вице-президент (Китайский горно-технологический университет, Пекин, Китай)
Чжао Юэмин, д-р наук, профессор, директор научного комитета (Китайский горно-технологический университет, Пекин, Китай)

Разделы

•Геология  •Горное дело •Нефтегазовое дело •Металлургия и обогащение  •Электромеханика и машиностроение

•Геоэкология и безопасность жизнедеятельности •Геоэкономика и менеджмент

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ • 2021

У ч р е д и т е л ь  С а н к т - П е т е р б у р г с к и й  г о р н ы й  у н и в е р с и т е т

Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-70453 от 20.07.2017
Лицензия ИД № 06517 от 09.01.02

Редакция: начальник РИЦ В.Л.Лебедев, редакторы Е.С.Дрибинская, В.Е.Филиппова, М.Г.Хачирова

Компьютерная верстка В.И.Каширина, Н.Н.Седых

Издается с 1907 года

ISSN 2411-3336

е-ISSN 2541-9404

Адрес учредителя и редакции: 21-я линия, 2, Санкт-Петербург, Россия, 199106
Тел. +7 (812) 328-8416;        факс +7 (812) 327-7359; 
Е-mail: pmi@spmi.ru
Сайт журнала: pmi.spmi.ru

 Санкт-Петербургский горный университет, 2021
Подписано к печати 21.10.2021. Формат 60  84/8. Уч.-изд.л. 32.
Тираж 300 экз. Заказ 1005. Отпечатано в РИЦ СПГУ.
Цена свободная.

Записки Горного института. 2021. Т. 250
Содержание

480

СОДЕРЖАНИЕ

Геология

Васильев Е.А. Дефекты кристаллической структуры в алмазе как индикатор кристалло-

генеза ...............................................................................................................................................................
481

Григорьев Г.С., Салищев М.В., Сенчина Н.П. О применимости способа электромагнитного 

мониторинга гидроразрыва пласта..............................................................................................................
492

Данильева Н.А., Данильев С.М., Большакова Н.В. Выделение глубокозалегающего 

рассольного водоносного горизонта в породах хемогенного разреза по данным геофизических 
исследований скважин и 2D-сейсморазведки.......................................................................................
501

Серебряков Е.В., Гладков А.С. Геолого-структурная характеристика массива глубоких 

горизонтов месторождения Трубка «Удачная»....................................................................................
512

Горное дело 

Батугин А.С., Кобылкин А.С., Мусина В.Р. Исследование влияния геодинамической пози-

ции углепородных отвалов на их эндогенную пожароопасность..........................................................
526

Зубов В.П., Голубев Д.Д. Перспективы использования современных технологических 

решений при отработке пологих пластов угля с учетом опасности формирования очагов его 
самовозгорания ..............................................................................................................................................
534

Зуев Б.Ю. Методология моделирования нелинейных геомеханических процессов в блоч-

ных и слоистых горных массивах на моделях из эквивалентных материалов ...............................
542

Каледина Н.О., Малашкина В.А. Индикаторная оценка надежности функционирования 

шахтных вентиляционно-дегазационных систем.................................................................................
553

Зайцев А.В., Семин М.А., Паршаков О.С. Особенности формирования теплового режима в 

воздухоподающих стволах в холодный период года...............................................................................
562

Трушко В.Л., Трушко О.В. Комплексное освоение железорудных месторождений на основе 

конкурентоспособных подземных геотехнологий ...................................................................................
569

Нефтегазовое дело 

Кантюков Р.Р., Запевалов Д.Н., Вагапов Р.К. Анализ применения и воздействия углекис-

лотных сред на коррозионное состояние нефтегазовых объектов ........................................................
578

Кривощеков С.Н., Кочнев А.А., Равелев К.А. Разработка алгоритма определения техноло-

гических параметров нагнетания кислотного состава при обработке призабойной зоны пласта с 
учетом экономической эффективности...........................................................................................................
587

Рогачев М.К., Александров А.Н. Обоснование комплексной технологии предупреждения 

образования асфальтосмолопарафиновых отложений при добыче высокопарафинистой нефти 
погружными электроцентробежными насосами из многопластовых залежей....................................
596

Уразаков К.Р., Белозеров В.В., Латыпов Б.М. Исследование динамики накопления газа в 

затрубном пространстве добывающих скважин.......................................................................................
606

 

 

Записки Горного института. 2021. Т. 250. С. 481-491
DOI: 10.31897/PMI.2021.4.1

Е.А.Васильев  
 

481
 

УДК 549.211, 553.81 

 

Дефекты кристаллической структуры в алмазе как индикатор 

кристаллогенеза 

 

Е.А.ВАСИЛЬЕВ  
Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия  
 

Как цитировать эту статью: Васильев Е.А. Дефекты кристаллической структуры в алмазе как индикатор 
кристаллогенеза // Записки Горного института. 2021. Т. 250. С. 481-491. DOI: 10.31897/PMI.2021.4.1 

 

Аннотация. На основании изучения представительных коллекций алмаза из алмазоносных объектов Урала, 
месторождений Архангельской и Якутской алмазоносных провинций определены закономерности зонально-
секториального распределения дефектов кристаллической структуры в кристаллах разных морфологических 
типов; выявлены особенности кристаллов, образовавшихся на разных этапах кристаллогенеза; проведен комплексный 
анализ конституционного и популяционного разнообразия алмаза в различных объектах. Выделены 
три этапа в цикле кристаллогенеза, соответствующие нормальному и тангенциальному механизмам роста и 
этапу смены габитусных форм. На этапе смены габитусных форм пересыщение по углероду недостаточно для 
реализации нормального механизма роста, и грани развиваются от существующих поверхностей. Благодаря 
отсутствию стадии зарождения ростового слоя формирование новых поверхностей {111} происходит намного 
быстрее, чем при тангенциальном механизме роста. Этот эффект позволяет объяснить отсутствие кубоидов с 
высокой степенью трансформации азотных дефектов на стадии А-В1: все они подверглись переогранению про 
регенерационному механизму. На основании выявленных закономерностей разработана модель кристаллоге-
неза алмаза, учитывающая закономерности ростовой эволюции, термической истории и морфологического разнообразия 
кристаллов. Модель предполагает возможность многократного повторения цикла кристаллизации и 
существования промежуточной камеры, позволяет объяснить последовательность изменения морфологии и 
дефектно-примесного состава кристаллов, а также совокупность конституционного и популяционного многообразия 
алмаза из различных геологических объектов. 
 
Ключевые слова: алмаз; кристалл; кристаллогенез; месторождение; ИК-спектроскопия; фотолюминесценция 

 
 
Введение. Алмаз уникален разнообразием стабильных дефектов кристаллической структуры 

(ДКС) [18, 6]. Неравномерности объемного распределения примесей и ДКС позволяют визуализи-
ровать внутреннее строение кристаллов и служат основанием для онтогенического анализа [4, 21, 
22], построения моделей кристаллогенеза [26-28] и генезиса месторождений [23, 35, 39]. Основы 
онтогении алмаза разработаны В.В.Бескровановым [2], он предложил схему эволюции (цикл кристаллизации) 
формы кристалла алмаза при снижении пересыщения среды по углероду, выделил 
три этапа роста, деструктивный этап растворения и регрессивный – образования кристаллов в оболочке. 
На первом этапе кристаллы растут по нормальному механизму, на втором – по тангенциальному, 
с контрастной зональностью, на третьем этапе продолжается рост по тангенциальному 
механизму, формируются плоскогранные октаэдры. Материалом этого исследования были октаэдрические 
кристаллы месторождений Якутской алмазоносной провинции (ЯАП). В месторождениях 
Архангельской алмазоносной провинции (ААП) и Урала морфологическое и конституционное 
разнообразие кристаллов шире, для объяснения этого многообразия необходимо дальнейшее 
развитие онтогенического анализа. За прошедшие 20 лет накоплен большой фактический материал 
[1, 3, 8], достигнут существенный прогресс в изучении структурных особенностей [5, 10] и регионального 
типоморфизма алмаза [10, 12, 40], эволюции морфологии кристаллов при росте и растворении [
25, 34], состава среды алмазообразования [7, 17, 38], природы различных ДКС [5, 13, 36] и 
закономерностей их трансформации [19]. Однако, многие аспекты анатомии, морфологического и 
конституционного разнообразия кристаллов алмаза [16, 23, 24] остаются необъясненными в рамках 
существующих моделей алмазообразования и формирования кимберлитовых тел [16, 31]. Поэтому 
актуальна задача выявления общих закономерностей распределения ДКС в объеме кристаллов 
алмаза и определения механизмов трансформации ДКС в природных процессах. Только с учетом 
этих закономерностей можно проводить генетическую интерпретацию результатов исследования 
алмаза. Полученные за 20 лет результаты требуют доработки ставших классическими представлений 
о росте кристаллов алмаза в природе. 

Постановка проблемы. Для использования дефектов кристаллической структуры в алмазе в 

качестве индикатора кристаллогенеза и для разработки на их основе модели кристаллогенеза 

 

 

Записки Горного института. 2021. Т. 250. С. 481-491
DOI: 10.31897/PMI.2021.4.1

Е.А.Васильев  
 

482
 

алмаза, учитывающей закономерности ростовой эволюции, термической истории и морфологического 
разнообразия, необходимо решить ряд задач: проанализировать результаты изучения представительных 
коллекций алмаза из алмазоносных объектов Урала, месторождений ААП и ЯАП; 
определить закономерности зонально-секториального распределения ДКС в кристаллах разных 
морфологических типов; выявить особенности кристаллов, образовавшихся на разных этапах кри-
сталлогенеза; провести комплексный анализ конституционного и популяционного разнообразия 
алмаза в различных объектах. 

Методология. Базовые методы исследования – инфракрасная (ИК) абсорбционная спектроско-

пия (ИКС) и фотолюминесцентная (ФЛ) спектроскопия, оптическая и катодолюминесцентная (КЛ) 
микроскопия. Спектры ИК-поглощения регистрировались на Фурье-спектрометре VERTEX-70 
(Bruker) с микроскопом Hyperion2000. Спектры ФЛ регистрировались на спектрометрах Horiba FL-3, 
InVia (Renishaw). Изображения КЛ и SEI получены на SEM CamScan MX2500 S в ИЦ ВСЕГЕИ. 

В ходе работы проанализированы полученные автором и опубликованные в открытых источ-

никах данные по более чем 15000 кристаллов алмаза из основных коренных и рассыпных месторождений 
ЯАП, ААП и различных алмазоносных объектов Урала. Был исследован алмаз геологических 
коллекций и продукция текущей добычи АК «АЛРОСА», ООО «АЛРОСА-НЮРБА», ОАО 
«Севералмаз», ОАО «Алмазы Анабара» месторождений Удачная, Ахал, Интернациональная, Мир, 
Дачная, Ботуобинская, Нюрбинская, Комсомольская, Сытыканская, Краснопресненская, Заполярная, 
месторождения им. М.В.Ломоносова – трубок Карпинского-I, II, Архангельская, Снегурочка 
(коллекции ГФ МГУ); кристаллы аллювиальных россыпей Красновишерского (АР), Александровского 
и Горнозаводского района месторождения Рассольнинская депрессия (РД) (коллекции 
ВСЕГЕИ, музея Горного университета, ООО «Пермгеологодобыча»); кристаллы россыпи Ичетью 
и различных алмазоносных объектов Бразилии (коллекции ИГ Коми НЦ УрО РАН); пластины, 
выпиленные из кристаллов месторождений Мир, Удачная, Айхал, Ботуобинская, месторождения 
им. М.В.Ломоносова, россыпей Анабаро-Оленекского междуречья (АОМ), Тимана, Урала.  

Обсуждение. Известна многолетняя дискуссия о природе додекаэдроидов уральского типа – 

возникают ли они при росте кристаллов или являются продуктом растворения. Парадокс этой дискуссии 
в том, что ростовые поверхности кристаллов алмаза часто криволинейные [30], но не они 
определяют форму образовавшихся индивидов. Наблюдаемые кривогранные поверхности есть 
результат растворения [25]. Идеальная форма кристалла природного алмаза – полиэдр, ограниченный 
плоскостями {111}. Однако, реальные кристаллы растут не только гранями {111}, но и субпа-
раллельными {100} поверхностями которые проявляются в КЛ-зональности (рис.1). Кристаллы 
кубического габитуса не имеют плоских граней, поэтому правильнее их называть кубоидами 
[17, 30]. Формирование кристаллов алмаза происходит по двум механизмам роста – нормальному 
поверхностей кубоида и тангенциальному граней октаэдра. Пирамиды роста <100> и <111> 
в алмазе четко разделяются и идентифицируются по форме зональности. В кристаллах, сложенных 

а
б
в

Рис.1. Проявление в катодолюминесценции зональных и секториальных неоднородностей в кристаллах  

с пирамидами <100> из аллювиальных россыпей Красновишерского района АР (а, б) и россыпи Ичетью (в). 

Ориентация пластин близка к {100}; размер масштабной линейки 0,3 мм 

 

 

Записки Горного института. 2021. Т. 250. С. 481-491
DOI: 10.31897/PMI.2021.4.1

Е.А.Васильев  
 

483
 

пирамидами <100>, зональные неоднородности имеют волнистый (рис.1, а, в), в пределе – концентрический 
вид (рис.1, б). В объеме октаэдрических кристаллов зональные неоднородности имеют вид 
плоско-параллельных слоев. Зональные неоднородности чаще всего сопровождаются вариациями 
концентрации азота Ntot, которые определяют различие зон по концентрации азотно-вакансионных 
оптически активных центров (ОАЦ).  

Для понимания морфологии кристаллов и объяснения их спектроскопических особенностей 

очень важен этап смены ростовых габитусных форм – переогранения кубоида в октаэдр [17, 31]. 
Анатомия кристаллов с зонами переогранения показана во многих работах [12, 17, 30]. Морфология 
кристаллов на этом этапе описывается обычно как «антискелетный октаэдр» [29]; относительная 
площадь грани при такой интерпретации определяется соотношением нормальной и тангенциальной 
компонент скорости роста. Детальное изучение таких кристаллов показывает, что их 
морфология обусловлена ростом по регенерационному механизму. Ключевой особенностью регенерационного 
механизма является отсутствие стадии зарождения слоя: грани растут от существующих 
поверхностей [15]. По диапазону пересыщения регенерационный рост занимает промежуточное 
положение между нормальным и тангенциальным. Регенерационный рост соответствует 
началу формирования плоскогранного полиэдра и прекращается после формирования выпуклого 
полиэдра. При начале регенерационного переогранения кубоиды покрываются ступеньками 
{111}, формирующими квадратные углубления. На кубоидах и сильно растворенных кристаллах 
эти скульптуры обычно интерпретируются как фигуры травления [20]. На растворенных кристаллах 
участки регенерационного роста визуализируются КЛ как «редутовидные» неоднородности. 
Эффект переогранения резко снижает возможность выявления ростовых форм на кристалле с помощью 
гониометрии. Только на основании изучения конституционных особенностей кристаллов 
алмаза можно заключить, какие поверхности являются индивидуальными гранями, а какие – их 
микроступенчатыми комбинациями. Для объяснения ростовых неоднородностей, морфологии и 
спектроскопических особенностей нужно рассматривать независимый этап цикла кристаллизации 
с регенерационным механизмом роста. 

На первом этапе роста кристаллов алмаза при высоком пересыщении происходит самый 

быстрый рост по нормальному механизму (компонента скорости по нормали V100

┴), образуются 

поверхности субпараллельные {100} (рис.2, а, б). Динамической формой роста на этом этапе яв-

Рис.2. Изменение зональности кристалла алмаза в цикле кристаллизации в зависимости от доминирующего механизма 
роста (компоненты скорости роста, определяющие форму кристалла): а – нормальный механизм, концентрическая 

зональность; б – нормальный механизм, волнистая зональность; в – совместный рост по нормальному  

и регенерационному механизму; г – регенерационное переогранение; д, е – тангенциальный рост 

а

б

в 

г
д 
е 

Время 

Пересыщение

V100┴ 
V100┴ = Vr111║  
Vr111║ 
V111┴ 

<100>

V111┴ 

<100>

<111>

 

 

Записки Горного института. 2021. Т. 250. С. 481-491
DOI: 10.31897/PMI.2021.4.1

Е.А.Васильев  
 

484
 

ляется скелетный кубоид. Самая ранняя динамическая форма роста никогда не соответствует поверхности 
реальных кристаллов. Кривизна ростовой поверхности зависит от нескольких факторов 
(температуры, давления, состава среды) и определяет облик кристалла в диапазоне от близкого к 
гексаэдру до сферокристалла. На фоне сильной дефектности структуры и захвата множества включений 
может происходить расщепление кристалла и формирование балласоподобных кристаллов. 
Первый этап ростового цикла самый короткий, только в течение этого этапа могут зарождаться 
кристаллы алмаза [2]. Центральные, очень напряженные, области выявляются при детальном исследовании 
во всех кристаллах, но они могут быть не различимы визуально при минералогическом 
изучении.  

На следующем этапе начинается регенерационный рост – тангенциальное нарастание граней 

со скоростью Vr111

║ от существующих поверхностей (рис.2, г, д). Скорость такого роста ниже 

нормального (Vr111

║ << V100

┴), однако при снижении пересыщения скорости могут быть близки 

(Vr111

║ = V100

┴), в этом случае вырастают кристаллы смешанного габитуса (рис.3, в). Поэтому сов-

местный рост пирамид <100> и <111> следует рассматривать не как одновременную реализацию 
нормального и тангенциального, но как реализацию нормального и регенерационного механизма. 
При продолжении тангенциального регенерационного роста кристалл переограняется в октаэдр 
(рис.2, е). 

При дальнейшем снижении пересыщения нормальный рост прекращается (V100

┴ = 0), начина-

ется регенерационное переогранение за счет тангенциального роста граней {111}. Лимитирующей 
стадией тангенциального механизма роста является двумерное зародышеобразование [15]. Исходя 
из анализа внутреннего строения кристаллов и общих моделей кинетики кристаллизации, можно 
утверждать, что при условиях, соответствующих реализации каждого механизма, компоненты скорости 
V100

┴>>Vr111

║>>V111

┴ отличаются на порядки. Нормальный механизм роста обусловливает 

захват растущей поверхностью субмикронных включений, синхронные зоны тангенциального роста 
таких включений не содержат. Поэтому наличие субмикронных включений является не только 
основанием для изучения среды кристаллизации [17, 38], но и индикатором ростового механизма.  

При тангенциальном росте в той же среде кристаллы захватывают крупные мономинеральные 

включения, но остаются свободными от субмикронных включений. Известна закономерность 
трансформации азотных ДКС в последовательности: одиночный замещающий атом С → пара 

Рис.3. Кристалл 123-76 смешанного габитуса: а – общий вид, стрелкой показан реликт грани октаэдра;  
б – темнопольное  изображение пластины сечения {100} толщины 0,71 мм, светлые участки насыщены  
микровключениями; в-г – КЛ-изображение пластины с двух сторон; д-з – максимальные и минимальные  

значения параметров: д – карты распределения Ntot; е – а3107; ж – аВ2; з – VВ2 

а
б

д
е 
ж
з 

2 мм

1600

960

Ntot

37

5 

34 

19 

1374

1365

VB2 

г
в

 

 

Записки Горного института. 2021. Т. 250. С. 481-491
DOI: 10.31897/PMI.2021.4.1

Е.А.Васильев  
 

485
 

замещающих атомов А → четыре замещающих атома и вакансия В1 [19]. Длительность этапов 
отражается на степени трансформации А → В в соответствующих зонах. В зонах кристаллов, выросших 
на этапах нормального и регенерационного роста, зональность по степени трансформации 
А → В не выявляется, они имеют общую термическую историю. На первом и втором этапах скорость 
роста большая, но длительность этапов недостаточна для трансформации на стадии А → В1. 
На длительном этапе медленного тангенциального роста успевает протекать трансформация 
А → В1, и выявляется зональность по доле азота в форме ДКС В1 (NBS). Поэтому даже в одном 
кристалле степень агрегации азота может быть постоянной в зонах нормального механизма роста 
и уменьшаться к периферии в зонах тангенциального роста. 

Ключевое отличие кристаллов природного алмаза от синтетического [34] и кристаллов мно-

гих других минералов [4] заключается в том, что тангенциальный рост происходит только гранями 
{111}. Поверхности кубоида в природном алмазе росли по нормальному механизму, скорость которого 
намного выше тангенциального [15]. В зависимости от продолжительности этапов роста по 
нормальному и тангенциальному механизмам, этапов растворения и последующей регенерации 
морфология и габитус кристалла меняются в широких пределах.  

Ростовые неоднородности в кристаллах могут быть дефектно-примесными: зональными и 

секториальными, либо связанными с разориентировкой структуры (ориентационными). Исследованные 
кристаллы с ориентационными неоднородностями в большинстве случаев имеют высокую 
концентрацию азота (Ntot) и долю азота в форме ДКС В1 (NBS), коэффициент поглощения N3VH 
(а3107) и полосы В2 (аВ2). Эти данные подтверждают связь высокой дефектности структуры и 
ростового расщепления кристаллов [37]. Типичный пример секториальных неоднородностей – 
кристаллы смешанного габитуса (рис.3, а). В центральной части таких индивидов выявляются 
секторы <100> и <111> (рис.3, б-г).  

Для секторов <111> характерна тонкая прямолинейная зональность, а для секторов <100> – 

волнистые зоны. В секторах зональность по Ntot, NBS и а3107 не выявляется. В секторах <100> локализованы 
субмикронные включения. На периферии доминирует зональность ступенек {111}. 
Образец 123-76 (рис.3) позволяет продемонстрировать несколько общих для кристаллов смешанного 
габитуса закономерностей: обратную зависимость между распределением а3107 и аВ2 (рис.3, е, ж), 
диспропорционирование а3107 и Ntot (рис.3, д), смену механизма роста на завершающей стадии 
формирования кристалла (рис.3, в, г), локализацию включений в пирамидах <100>, однородность 
секторов по Ntot и VВ2 (рис.3, з). 

Площадки ориентации {111} образовывались на последнем этапе роста кристалла и соот-

ветствуют быстрому регенерационному переогранению с образованием переходных форм кубоид-
ромбододекаэдр-октаэдр. В некоторых кристаллах зональные неоднородности связаны 
с многократным чередованием зон с нормальным и регенерационным ростом. Для кристаллов 
октаэдрического габитуса характерна прямолинейная зональность {111} по всем определяемым 
ИКС параметрам, незакономерное изменение Ntot, снижение NBS к периферии кристаллов [1].  

Последней, но редко реализуемой стадией роста кристаллов является образование внешней 

зоны с С-дефектами – оболочки. Оболочка обычно имеет желтый цвет за счет поглощения  
С-дефектов, но в некоторых случаях бесцветна, выделяется по характерному рельефу. Для этой 
зоны типичны включения карбонатов, нормальный механизм роста или совместный рост участков 
по нормальному и регенерационному механизму. В этом случае нормальный механизм обеспечивает 
появление разнонаправленных положительных форм рельефа, а отрицательные формы зарастают 
по регенерационному механизму. Оболочка может возникать на кристаллах всех морфологических 
типов и с разной термической историей. В ней выявляются только дефекты А и С, их ионизованные 
и вакансионные аналоги H3, NV (575 нм), NV–(638 нм), H2. На границе между центральной зоной 
и оболочкой иногда выделяется узкая зона с повышенным значением а3107.  

В ходе постростовых процессов кристаллы подвергаются естественному отжигу, пластической 

деформации и облучению. При пластической деформации кристаллов в лабораторных условиях 
формируются двойниковые субиндивиды [36]. Их наличие в кристаллах алмаза с характерным рельефом (
деформационной штриховкой) подтверждается рентгено-дифракционными исследованиями [
41]. Отдельные, соответствующие деформационной штриховке, слои секут весь кристалл, 
они отчетливо наблюдаются в КЛ и ФЛ [14]. В исследованных кристаллах, как и в описанных в 

 

 

Записки Горного института. 2021. Т. 250. С. 481-491
DOI: 10.31897/PMI.2021.4.1

Е.А.Васильев  
 

486
 

литературе, плоскости пластической деформации пересекают весь кристалл, но никогда не ограничиваются 
внутренними зонами. Деформационная штриховка наблюдается только на растворенных 
кристаллах алмаза, а на плоских гранях октаэдров наблюдаются линии, декорированные отрицательными 
обратно-ориентированными тригональными скульптурами. При некотором растворении 
ребер октаэдров на кривогранных поверхностях начинают появляться ступеньки, являющиеся 
продолжением декорированных тригонами линий. 

Естественный постростовой отжиг разной температуры и длительности усложняет первичные 

ростовые неоднородности. Самая простая термическая история соответствует последней ростовой 
стадии – возникновению оболочки. Оболочка содержит дефекты A, C и их вакансионные аналоги 
в заряженном и нейтральном состоянии [42]. С первичными азотно-водородными ДКС связаны 
полосы 1353, 1374 см –1. Большинство кубоидов имеют более сложную ростовую и постростовую 
историю, так как в них появляются центры N3, N3VH. При дальнейшей отжиговой трансформации 
в этих кристаллах появляются дефект В1 и его вакансионный аналог H4, В2 и предшествующие 
ему многоатомные комплексы, водородсодержащий ДКС с линией 926 нм. Параллельно развивается 
многообразие Ni-содержащих ДКС, активных преимущественно в ФЛ. Ni-содержащие центры могут 
изменять кинетику трансформации азотных и собственных ДКС, дополнительно контрастируя 
с неоднородностью. При повышении доли центров В1 в результате естественного отжига происходит 
образование специфических ОАЦ, выявляемых в ФЛ как линии 537 и 575 нм, 660 и 700 нм. 
Дальнейшее взаимодействие указанных ДКС с дислокациями, двойникование приводит к возникновению 
ОАЦ, не образующихся иными путями. Последней стадией возникновения и преобразования 
ДКС является облучение в коренной породе или продуктах ее переработки. 

Выявление следов пластической деформации важно для анализа генезиса кристаллов,  

поскольку деформация возможна только в твердой породе [36, 41]. Большинство кристаллов, 
подвергнутых пластической деформации, имеют признаки растворения и травления, в том 
числе в стационарной гетерофазной среде. Эти условия соответствуют параметрам промежуточной 
камеры в условиях метастабильности алмаза. В остывшем флюидонасыщенном субстрате промежуточной 
камеры кристаллы деформировались, растворялись, их рост далее не возобновлялся. 
Большинство исследованных кристаллов с признаками растворения имеют визуализируемые  
КЛ-линии деформационных плоскостей скольжения, секущие весь кристалл. Случаи плоскостей 
скольжения, ограниченных внутренними зонами в кристаллах, не выявлены. Полученные результаты 
свидетельствуют о генетической взаимосвязи пластической деформации и растворения. Пластическая 
деформация происходила на последней стадии кристаллогенеза, после которой рост 
кристаллов не возобновлялся, оболочка не образовывалась. 

Таким образом, в кристаллах алмаза ростовые ориентационные, зональные и секториальные 

неоднородности сохраняются, признаки перекристаллизации и постростовой диффузионной гомогенизации 
не выявляются. Нормальный или тангенциальный механизм роста является базовым 
отличием кристаллов, обусловливающим особенности их морфологии, примесного и дефектного 
состава. Пирамиды <100> захватывают больше водорода и никеля, субмикронные включения, что 
определяет затем вид спектров ФЛ, характеристики спектров ИКС. При тангенциальном росте пирамид <
111> захватываются преимущественно крупные мономинеральные включения. Ростовое 
диспропорционирование азотных ДКС и водородсодержащего центра N3VH между пирамидами 
роста <100> и <111> отмечается как при их совместном росте, так и при последовательной смене.  

В коренных месторождениях может присутствовать несколько однородных по комплексу 

признаков групп – популяций [12]. Популяции различаются по диапазону концентраций ДКС, доминирующим 
особенностям морфологии и термической истории кристаллов. Октаэдрические 
кристаллы находятся в подчиненном количестве в большинстве кимберлитовых трубок Якутской 
и Архангельской алмазоносных провинций [1, 9, 10] и месторождениях других регионов [8, 16, 28]. 
По сравнению с остальными месторождениями кимберлитовые трубки Мир, Интернациональная, 
Дачная уникальны преобладанием кристаллов октаэдрического габитуса и отсутствием кубоидов 
[1, 9]. Распределение Ntot в алмазе этих месторождений имеет близкий к нормальному (гауссовому) 
характер распределения, т.е. определяется в основном одним фактором (рис.4, а), что является 
признаком одной популяции. Распределение а3107 имеет логнормальный вид (рис.4, б), мультипликативная 
природа логнормального распределения соответствует сложному составу и многоста-
дийности формирования центра N3VH. 

 

 

Записки Горного института. 2021. Т. 250. С. 481-491
DOI: 10.31897/PMI.2021.4.1

Е.А.Васильев  
 

487
 

В месторождениях Алакит-Мархинского и Далдынского кимберлитовых полей, с разнообра-

зием морфологических типов алмаза, распределение Ntot имеет логнормальный характер (рис.5, а), 
что соответствует совокупности популяций алмаза разных этапов кристаллизации. Поскольку разнообразие 
морфологических типов предполагает большую долю кристаллов с пирамидами <100>, 
в этих выборках закономерно выше модальное значение а3107 [11] (рис.5, б). 

Алмаз месторождения имени М.В.Ломоносова значительно отличается от кристаллов других 

коренных месторождений России и мира [10]: в нем около 15 % кубоидов и производных форм 
растворения. Большинство таких кристаллов имеет желтый цвет за счет низкотемпературных 
С-дефектов. Кристаллы по морфологическим особенностям разделяются на три группы, которые 
можно сопоставить популяциям: I – октаэдры и октаэдроиды, уплощенные тригонтриоктаэдро-
иды; II – додекаэдроиды уральского типа; III – кубоиды и тетрагексаэдроиды. Это разделение 
основано не только на морфологических отличиях, но в основном обусловлено особенностями 
механизма роста и термической истории. Кристаллы трех выделенных популяций, во-первых, 
росли в различных условиях, во-вторых, отличаются своей постростовой историей, степенью 

Рис.4. Распределение по Ntot (а) в линейных и а3107 (б) в полулогарифмических координатах кристаллов трубок  

Дачная (486 шт.) и Интернациональная (199 шт.) 

1 – Дачная; 2 – Интернациональная 

1 
2 

50
450
900
1350

Ntot, ppm 

0

10

20

n, %

0,5 
1
1,5 
2
2,5 
3
3,5 

Lg (100a3107) 

0

10

20

n, %
а
б

300
600
900
1200
1500

0

5

10

15

20

n, %

1
1,6
2,2
2,8
3,4

0

10

20

n, %
а
б

Ntot, ppm 
Lg (Ntot) 

1 
2 

Рис.5. Распределение по Ntot в линейных (а) и полулогарифмических (б) координатах кристаллов трубок 

Удачная (337 шт.) и Заполярная (420 шт.) 

1 – Удачная; 2 – Заполярная 

 

 

Записки Горного института. 2021. Т. 250. С. 481-491
DOI: 10.31897/PMI.2021.4.1

Е.А.Васильев  
 

488
 

пластической деформации и растворения. В Западном Приуралье геологические алмазоносные 
объекты разделяются на два типа – современные аллювиальные россыпи (АР) и палеодепрессии 
(туффизитовые объекты) [32, 33]. Для изучения объектов второго типа в работе исследован алмаз 
месторождения Рассольнинская депрессия (РД). Несмотря на доминирование сильно растворенных 
уральских кристаллов в объектах обоих типов, алмаз АР отличается высокой долей кубоидов, 
сильным механическим износом, набором основных ДКС. Среди образцов АР обнаружены кристаллы 
с высокой концентрацией азота, близкие по морфологии к V-VII разновидности Орлова. 
Распределение алмаза РД по Ntot и NBS близко к нормальному, что является признаком одной популяции. 
Таким образом, по характеру распределения концентрации азотных дефектов, морфологической 
близости алмаз РД принадлежит к одной популяции и происходит из одного коренного 
источника. 

Из проведенных исследований следуют положения, налагающие ограничения на модель кристал-

логененеза и формирования коренных месторождений алмаза [16, 31]: для популяции кристаллов, 
образовавшихся в одних условиях, характерен нормальный характер распределения концентрации 
азота; кубоиды и кристаллы смешанного габитуса, образовавшиеся на первом этапе кристаллоге-
неза, всегда подвергаются переогранению; время и температура естественного отжига кристаллов 
кубического габитуса минимальны, кубоиды образуются на последней стадии кристаллогенеза; в 
анатомии кристаллов никогда не выявляются зоны, соответствующие форме додекаэдроидов 
уральского типа; возможна множественность циклов кристаллизации; растворение кристаллов 
часто происходит в стационарных условиях в гетерофазной системе; существует генетическая 
связь между пластической деформацией и растворением кристаллов, растворение происходит 
после пластической деформации кристаллов; после пластической деформации не происходит рост 
кристаллов; в кимберлитовой трубке вместе могут находиться растворенные кристаллы с простой 
термической историей и слаборастворенные кристаллы, подвергнутые длительному естественному 
отжигу.  

Приведенные положения показывают, что в реальных системах общая схема кристаллогенеза 

осложняется следующими обстоятельствами: многократной сменой условий с повторением 

кристаллогенеза по общему циклу кристаллизации [2]; 
вытекающими из этого отличиями температуры и 
длительности постростового отжига; прерыванием 
кристаллогенеза 
и 
изменением 
рт-параметров  

с частичным затвердеванием среды.  

Выделяя мантийный и кимберлитовый этап кри-

сталлогенеза, можно утверждать, что рост кристаллов 
происходит на первом, а растворение – на втором: в 
анатомии кристаллов не обнаруживаются формы, соответствующие 
додекаэдроидам растворения, а оболочка 
нарастает только на ростовые поверхности, но 
не на поверхности растворения.  

Все приведенные ограничения согласуются с 

формированием кимберлитовых тел в рамках модели 
движения замкнутой трещины [41] с возможностью ее 
остановки на реологических границах и формированием 
промежуточной камеры, общая схема, объединяющая 
эти аспекты, представлена на рис.6. В самом 
простом случае после активации кимберлитообразо-
вания часть расплава с алмазом, выросшем в одном 
цикле кристаллизации, начинает быстро подниматься 
к поверхности, формируя кимберлитовые тела. В этом 
случае в объекте доминирует одна популяция, а растворение 
и пластическая деформация кристаллов минимальны (
рис.6, а).  

Рис.6. Формирование кимберлитового тела с промежуточной 
камерой как основа морфологического
разнообразия и особенностей термической истории 
кристаллов: а –  быстрый подъем протокимберлито-
вого расплава с формированием кимберлитовой 
трубки; б – задержка подъема протокимберлитового
расплава с формированием промежуточной камеры, 
активация выноса кимберлита флюидом и следующей
                             порцией расплава 

1– кимберлитовое тело; 2 – промежуточная камера 

I – область стабильности алмаза; II – область метаста-
бильности алмаза, в которой происходит пластическая 

деформация и растворение кристаллов; III – область  

формирования трубок взрыва 

1 

2 

III

II 

I 

а
б