Синтез пиропового граната с высоким содержанием самария при давлении 5 ГПа и температуре 1300 °С

Abstract

В природных гранатах, ассоциирующих с алмазом, часто наблюдается повышенное содержание «легких» редкоземельных элементов, в особенности самария. При этом существуют различные оценки состава среды кристаллизации. Экспериментальных данных по синтезу хромистых гранатов, содержащих редкоземельные элементы, пока немного. Эксперименты проведены на многопуансонном аппарате типа «разрезная сфера» (БАРС) при давлении 5 ГПа и температуре 1300 °С. Ячейку высокого давления изготавливали из оксидов Zr02 и СаО. В качестве нагревателя применяли трубчатый графитовый элемент. Погрешность измерения давления и температуры составляла ± 0.2 ГПа и ± 25 °С. Исходными материалами для экспериментов были природный серпентин-антиго-рит, хромистая шпинель и корунд. В результате экспериментов синтезированы кристаллы пиропа с высоким содержанием самария в интервале 0.77-2.34 мас.% Sm203. Выполненное исследование демонстрирует, что при взаимодействии компонентов в системе серпентин-хромит-корунд-Sm в присутствии флюида происходит кристаллизация пиропо-вого граната, содержание самария в котором может достигать высоких значений, при этом превышать известные концентрации Sm в природных гранатах, ассоциирующих с алмазом.

Keywords

• гранат
• редкоземельные элементы
• высокое давление
• кристаллизация