Как образуется алмаз в природе

Кто в детстве не мечтал отправиться в путешествие, чтобы искать алмазные россыпи или найти алмазную жилу. Чтобы искать камни, нужно понимать, как они формируются в недрах земли и какие процессы способствуют тому, чтобы алмазы оказывались на поверхности. В древности люди верили, что алмазы – это осколки небесного свода или райских стен. Среди индийских поверий было и такое, что камни способны размножаться путем деления, главное, чтобы вокруг было подходящее для них место. Когда же ученые выяснили, что по составу алмаз родственен углю и графиту, люди начали больше задумываться о процессах, сочетание которых приводит к появлению не угля, а формирует из молекул углерода уникальный драгоценный камень.

Мантийно-магматическая теория

Особенность алмазов в уникальности каждого экземпляра. Двух абсолютно идентичных камней в природе не существует. Камни формируются из графита, кристаллизуясь в форме октаэдра. 8 треугольных граней правильного многогранника чаще гладкие и красиво сверкают. Реже алмаз принимает кубическую форму, в этом случае его грани будут протравленными.

Чтобы графит начал трансформацию должны сложиться подходящие условия:

• алмазные жилы формируются на территории геологически стабильных районов;
• глубина залегания – от 100 до 200 км;
• давление – 35-50 килобар;
• однородная среда;
• отсутствие температурного градиента;
• температура – от 1100^оС до 1300^оС.

Эти условия способствуют уплотнению структуры кристаллической решетки графита и переход в более плотную кубическую форму, свойственную алмазам. Ученые считают, что наиболее подходящие условия для образования минералов были в период от 100 миллионов до 2,5 миллиардов лет назад.

На поверхности алмазы оказываются вследствие вулканической активности – их выносит потоками кимберлитовой магмы. Такое место вулканического взрыва формирует кимберлитовую трубку – коренное месторождение алмазов. Есть еще одна версия, по которой графит переходит в алмаз не столько по действием температуры и давления магмы в недрах, а непосредственно при контакте с ней, при ее выбросе на поверхность.

Синтетические минералы

Современные технологии синтезирования алмазов позволяют получить камни, по качеству, прозрачности и твердости, не уступающие природному оригиналу. Есть несколько способов получить искусственный аналог. Производство алмазов – дорогостоящий и трудоемкий процесс, потому такие камни также не дешевые.

• HPHT-алмазы. Из получают посредством устройства, напоминающего автоклав, поддерживающего температуру и давление аналогичные показателям в глубине земных недр. Технология подразумевает наличие графита, затравочные алмазы, катализирующий сплав металла. Внутри устройства ковалентные пи-связи графита преобразуются в сигма-связи алмаза. Такая методика позволяет получить алмаз ювелирного качества за 4-10 дней.
• CVD-алмазы. Этот вариант получают путем пленочного синтеза. Именно посредством этой технологии производятся промышленные камни. Алмазная затравка помещается в безвоздушную среду после чего заполняется газами метана и водорода. СВЧ лучи нагревают углерод в метане до 3000^oC, который оседает на основу, которая, согласно технологическому процессу, остается холодной. Особенность этой методики – возможность получить более чистые камни без примесей азота.
• Взрывной синтез – третий вариант производства искусственных алмазов. Искусственные камни образуются в процессе детонации взрывчатого вещества на основе с последующим охлаждением. Считается, что такой способ также воссоздает один из вариантов природного образования алмазов (например, из-за взрыва от удара при падении метеорита.

Синтезированные камни используются не только в медицине и электронике, они также могут ограняться в качестве вставок для ювелирных украшений. При этом отличить природный алмаз от синтетического без специального оборудования невозможно.

Месторождения и добыча

Исходя из специфики первичных алмазных месторождений добыча драгоценных камней ведется путем разработки кимберлитовой или лампроитовой трубки, которые сначала вырабатываются открытым способом – руду достают из карьера, а после, когда глубина выработке приблизится к 600 метрам, карьер закрывается, и добыча ведется уже посредством постройки шахты. Вторичным месторождением называются алмазные россыпи. Они образуются при размыве грунта на склонах, образовавшихся на месте выхода магмы. Грунт смывается к подножию возвышенности, вынося алмазы на поверхность. Это один из вариантов, как драгоценные камни попадают в реки или прибрежные океанические воды.

Как отличить от кварца

Природный кварц внешне очень похож на необработанный алмаз. Если кварц прозрачный, то непосвященный человек может запросто спутать его с драгоценным камнем. Кварц тоже используют для изготовления ювелирных украшений, но его стоимость и физические свойства значительно отличаются от алмазов.

Твердость кварца уступает алмазной. Его предел – 7 единиц по шкале Моос. Приложив усилия, вы сможете оставить царапины на поверхности кварца. Для эксперимента рекомендуют зажать камень между двумя монетами.

Именно кварц, а не алмаз станет невидимым при погружении в воду. Но, это при условии, если самоцвет полностью прозрачный. Вкрапления и примеси останутся заметными.

Кварц покроется конденсатом, если на него подышать, а алмаз останется чистым. Также при воздействии тепла кварцевый камень быстро нагреется, а алмаз останется холодным.

Существует так называемый херкимерский алмаз – это двухвершинный кварцевый кристалл горного хрусталя с неопределенным числом граней. Он очень похож на алмаз, при этом обладает красивой природной формой и ценится коллекционерами. Количество углов может колебаться в диапазоне от 4 до 20. При этом природные алмазы имеют форму правильного октаэдра или кубическую. У кварца - шестигранные псевдогексагональные призмы.

Как отличить от подделки

• Наиболее работающим способом, который используют в промышленности, считается применение жира. Алмаз, если покрыть его грань маслом, прилипнет к стеклянной поверхности и будет держаться, а вот кристаллы кварца отпадут, отправившись в отсев.
• Кварцевый камень не обладает столь острыми гранями и пропускает свет, в то время как ограненный алмаз имеет острые грани и не позволит разглядеть сквозь себя текст или предметы.
• Кварц растворяется в плавиковой кислоте и расплавах щелочей, алмаз устойчив к обоим средам.

Перед проведением эксперимента с агрессивными средами убедитесь, что вы реально готовы нанести камню вред. Если в ваши планы не входит расстаться с украшением, стоит воспользоваться помощью ювелира.