алмаз 2Алмазы редко находят на поверхности земли, они в дефиците. Их исключительная твердость и прекрасное сияние в ограненном виде, делают эти камни не просто дорогими, а очень дорогими. Но вот откуда же они берутся и почему их так мало – об этом все еще думают ученые. Поскольку все алмазы древности были добыты из россыпей, очень долго оставались непонятными условия образования этих сверкающих камней. Исключительность свойств алмаза также способствовала образованию вокруг него ореола таинственности. Алмаз — это особый минерал: он не только превосходит по своей ценности остальные драгоценные камни, но и имеет необычайную значимость для науки. Кроме того, это самый твердый из всех известных минералов. Алмаз — эта редкая и удивительная аллотропная форма углерода. Аллотропными модификациями обладает множество химических элементов, — вспомним хотя бы всем известный кислород и озон, который образуется из кислорода при электрическом разряде или под действием ультрафиолетового излучения. Но, что касается алмаза, то он образуется лишь при очень высоком давлении, порядка 60 тысяч атмосфер. Иначе говоря, очень глубоко под поверхностью Земли. Речь идет как минимум, о сотне километров. А температура при этом должна составлять не менее 900-1300 градусов.

Но тогда, как же они попадают на поверхность Земли?

кимберлитовая трубка2Это происходит по причине возникновения «трубок взрыва», по которым магма выносит алмазы на поверхность Земли. Происходит это в результате взрыва вулканических газов: они пробивают сквозь земную кору узкую трубку, которую заполняет тяжелая вулканическая порода – кимберлит. Получается кимберлитовая трубка, представляющая собой гигантских размеров столб, который оканчивается в верхней части расширением конической формы. С глубиной коническое тело сужается, напоминая по форме гигантскую морковь, и на какой-то глубине переходит в жилу. Кимберлитовые трубки — своеобразные древние вулканы, наземная часть которых в большой степени разрушена в результате эрозионных процессов. Такие кимберлитовые трубки и являются источниками алмазов. Правда, есть еще одна гипотеза появления алмазов — метеоритная. Ведь при падении метеорита на поверхность Земли возникают схожие условия (высокое давление и температура) и ученые считают, что в момент взрыва тоже происходит процесс образования этого редкого минерала.

Что касается пробивания вулканических газов сквозь земную кору, то вынос алмазов на поверхность здесь, по видимому, должен происходить очень быстро: лабораторные тесты показали, что в тех условиях, с которыми при этом им приходится сталкиваться, этот «несокрушимый» минерал плавится и сгорает за считанные дни, а то и часы.

кимберлитовая трубкаПолучается, что вулканическая порода должна преодолеть до 120 километров глубины на внушительной скорости. Что же обеспечивает ее подъем, что толкает огромные массы тяжелых минералов к поверхности, да еще так быстро?

Канадский вулканолог Келли Рассел со своими коллегами провел лабораторные эксперименты, чтобы установить, под действием каких сил алмазы пробивают себе дорогу наверх. Изначально ученый полагал, что ключевую роль в этом может играть какой-то газ или вещество, насыщающее породу и быстро улетучивающееся – например, углекислый газ или вода.

Этот эксперимент в некотором приближении имитировал происходящее на большой глубине, на самых ранних этапах взрыва кимберлитовой трубки. По мнению авторов, это могло происходить примерно так: на глубине больше 100 километров расплавленная карбонатная порода, насыщенная углекислым газом при экстремально высоких давлениях вступает в контакт с силикатной (в верхней части мантии Земли она содержит 15-27% силикатов). Начинается «кипение» углекислого газа, из-за чего вся порода без дополнительного нагревания временно приобретает свойства жидкости. В этом состоянии она может развивать при подъеме к поверхности скорость до 14 км/ч, приходя в контакт со все большими количествами силикатов, что еще более усиливает «кипение» и поддерживает ускоряющееся движение. Выходит, что кимберлитовый расплав, насыщенный летучими компонентами, вскипает, подобно шампанскому, в только что открытой бутылке.

vulcanПо расчетам ученых, этот механизм обеспечивает такую скорость, что с глубины 120 километров, где возникают алмазы, кимберлитовая порода добирается к поверхности от 3 до 8 часов.

И вот, кимберлитовая лава кристаллизовывалась в виде одноименной породы, а летучие — вода, углекислота и другие газы продолжали подниматься вверх, поэтому территория в окрестностях кимберлитовых трубок по всей видимости, выглядела наподобие современной Долины гейзеров, где в клубах пара бурлят потоки горячей воды.

Внешние проявления этой экзотики сейчас отсутствууют, а вот струи из углекислоты, метана, азота и водорода геологи постоянно встречают в кимберлитовых трубках. Иногда такое дыхание земных недр бывает весьма ощутимым. Однажды при бурении скважины на одной из кимберлитовых трубок неожиданно ударил газовый фонтан из метана и водорода и горел ярким факелом несколько дней.

Природу газов в кимберлитах удалось установить с помощью изотопного анализа углерода. Оказалось, что углерод из углекислоты и метана – тяжелый, то есть имеет изотопный состав углерода такой же, как и в глубине Земли, в мантии. Отсюда ясен источник углерода самих алмазов – они действительно образуются в самом пекле.

кимберлитПрежде чем стать кимберлитом, глубинный магматический расплав проходит, точнее проплывает, огромный путь из недр к поверхности. Вместе с алмазами кимберлитовая магма приносит образцы глубинных горных пород, из которых состоит земная мантия. Геологи называют такие образцы кимберлитовыми включениями и оказывают им исключительное внимание, так как эти породы доставлены на поверхность с глубины в несколько сот километров.

Изучение химического и минерального состава алмазных спутников — пришельцев из мантии дает очень ценную информацию о глубоких зонах нашей планеты.

Есть и еще один способ образования алмазов – лабораторный. Ученым удалось получить алмаз в условиях, которые являются метастабильными, так как процесс происходит при меньших значениях давления и температуры. Естественно, синтетический алмаз уступает по характеристикам твердости натуральному. Кроме того, он имеет более темный оттенок. Да и размеры искусственных алмазов обычно значительно меньше, чем натуральных. Но ученые постоянно проводят новые исследования и утверждают, что получение алмаза, полностью аналогичного натуральному, не за горами. Как видим, процесс образования алмаза очень не простой, но существуют методы, позволяющие получить его искусственно.

Типичный образец кимберлита. Западная ЯкутияОдним из важных свойств алмазов является люминесценция. Под действием солнечного света и особенно катодных, ультрафиолетовых и рентгеновских лучей алмазы начинают люминесцировать — светиться различными цветами. Под действием катодного и рентгеновского излучения светятся все разновидности алмазов, а под действием ультрафиолетового — только некоторые. Рентгенолюминесценция широко применяется на практике для извлечения алмазов из породы.

Алмаз — самый твердый из известных минералов. Кроме того, он является самым тугоплавким и теплопроводящим элементом. Алмазы бывают ювелирными и техническими. Прозрачные ювелирные используются для изготовления бриллиантов, из технических делают алмазные долота для бурения скважин, детали приборов. Более половины добычи технических алмазов идет на изготовление специального инструмента для обрабатывающей промышленности. Применение алмазных резцов и сверл дает огромный экономический эффект по сравнению с использованием твердосплавного инструмента. Обработанные алмазным резцом поверхности не требуют шлифовки, на них практически отсутствуют микротрещины, в результате чего многократно увеличивается срок службы получаемых деталей.

DiamondsБриллиант — это алмаз особой огранки. Она подчеркивает присущую ему внутреннюю игру света, которая возникает из-за преломления световых лучей и многократно усиливается благодаря правильной огранке. Цена алмазов может достигать заоблачных высот и зависит от чистоты, веса, огранки и цвета камня. Найти хороший алмаз — задача не из легких: чтобы получить небольшой драгоценный камень в полкарата весом (круглый бриллиант 5 миллиметров в диаметре), необходимо просеять несколько десятков тонн горной породы. Большая часть алмазов бесцветна, но некоторые из них имеют тот или иной оттенок, подчас неразличимый невооруженным глазом.

Кроме того, попадаются желтые и бурые алмазы, а еще реже встречаются розовые, красные, синие, зеленые, серые и черные. Безусловно, цветные алмазы ценятся ещё выше, чем прозрачные. Более 90% всех розовых бриллиантов мира – родом с шахты Аргайл, находящейся на востоке австралийского Кимберли. Крупные розовые бриллианты чаще всего отправляются в музеи, дарятся членам королевской семьи или находят своих хозяев через аукционы. Черным алмазам ученые приписывают космическое происхождение. В образцах чёрных алмазов были найдены некоторые редкие соединения титана и азота, до сих пор обнаруживавшиеся только в составе метеоритов. А также был обнаружен водород, которым так богато межзвездное пространство. Алмазная пыль, из которой формируются черные алмазы, возможно, образовалась в результате взрыва сверхновой звезды миллиарды лет назад. В 1993 году черный алмаз был обнаружен в экзотических вулканических породах на восточном склоне вулкана Авачинского на Камчатке.

бриллианты2Эксперты выделяют 6 степеней редкости цветов бриллиантов: 1- зеленый, 2- красный, 3 — голубой, 4 — розовый, 5 — желтый и 6 — коньячный. Сегодня наибольшим спросом на рынке цветных бриллиантов пользуются голубые и розовые бриллианты. Цвет натурального цветного алмаза получается или из-за пластических деформаций в кристаллической решетке, или под действием естественной природной радиации, возможно и попадание примесей в камень во время его образования: жёлтый и оранжевый цвет алмаза – наличие лития и азота, зеленый цвет алмаза — хрома, урана, фиолетовый цвет алмаза – наличие водорода, коричневый, шампань, коньячный цвет алмаза — наличие железа, серый цвет алмаза – водорода и изредка бора, чёрный оттенок алмаза – наличие графита, голубой и синий цвет алмаза – наличие алюминия и бора, красный и винный цвет алмаза — наличие марганца.

Большая часть алмазов встречается в природе в виде отдельных хорошо оформленных кристаллов или их обломков. Преобладают октаэдры, ромбододекаэдры и кубы, а также их комбинации. Это кристаллы с ровными плоскими гранями. Так их и называют — плоскогранными. Реже встречаются кривогранные, округлые кристаллы, однако в некоторых месторождениях они преобладают. Зачастую кристаллы алмаза срастаются друг с другом или же как бы прорастают друг друга, образуя соответственно так называемые двойники срастания и прорастания.

кимберлитовая трубка Удачная2Разные виды проявления алмазов известны в 43 странах мира. Большая часть месторождений алмазов сосредоточена в Африке, далее идет Америка, Австралия и Евразия. Главным геолого-промышленным типом месторождений алмазов является «коренной», связанный с кимберлитовыми трубками взрыва. Вторым типом являются «россыпи», они занимают подчинённое положение по величине запасов, но алмазы из них, как правило, имеют значительно более высокое качество. Россия по запасам алмазов занимает первое место в мире. Месторождений в России не так много, но они очень большие. Самые крупные алмазные месторождения России находятся в Якутии. Это алмазные трубки «Мир» и «Удачная».

Источники:

http://ru.wikipedia.org

http://www.treeland.ru

http://himprom.ua

Рейтинг@Mail.ru