Тайны образования алмазов в природе. Происхождение природных алмазов, их свойства и применение

Наша статья о том, как найти алмазы. Не будем грузить вас и объяснять, что добыча природных ресурсов – дело для профессионалов. Наша задача рассказать, откуда они берутся на планете, и как отличить минерал, если вы встретите его в природе. Также, вы сможете узнать, где добывают камень, и какие методы его получения существуют. Есть множество красивых легенд о том, как люди находили бриллианты. Но многие из них — красивая сказка. Если вы всерьез интересуетесь темой, то мы поможем вам разобраться.

Виды и способы образования

По способу образования существуют алмазы двух типов. Первые появились на земле в составе каменных метеоритов. Самая ранняя находка была зафиксирована русскими учеными Ерофеевым и Лачиновым в 1888 году. Позднее, в 1896 г, драгоценные кристаллы обнаружили в железном «госте из космоса».

В природе они образовываются в недрах земли. На этот счет было выдвинуто немало теорий. В конечном итоге, ученые пришли к общему знаменателю: алмазы образовались в мантии земли 100 млн-2,5 млрд лет назад.

Как выглядит алмаз в природе и почему его легко не заметить

Большое разочарование ждет новичка-кладоискателя. Обычно, он хочет найти алмаз, а находит непривлекательный камешек. Дело в том, что реальной (заметной) драгоценностью, бриллиант становится только после огранки. До этих пор минерал имеет шероховатую поверхность, покрытую трещинами.

Цвет у алмаза обычно отсутствует. Иногда, можно найти бурые, желтые, зеленые и розовые камешки слабонасыщенного цвета. Черные минералы встречаются еще реже, но у них самая высокая стоимость.

Часто старателям встречается борт – одна из разновидностей алмаза. По химическим свойствам — это один минерал. Но, разница в том, что алмаз имеет кристаллическую решетку, а борт – поликристаллическое строение. За счет этого, он получается более твердым.

Иногда, бортом называют технические алмазы, имеющие некрасивый цвет, малую прозрачность или дефектное строение. В ювелирных украшениях они не используются.

Достоверно известно, что история алмазов началась в Индии. Но определить точную дату открытия этого минерала ученые не могут. Первые упоминания о нем относят к третьему тысячелетию до н.э.

Бриллианты же вошли в жизнь людей всего 500 лет назад, когда мастера обнаружили технологию огранки. Долгое время единственным источником бриллиантов была Индия. Но необычное всегда привлекало искателей приключений.

В XIII веке, благодаря экспедиции Александра Македонского, камни попали в Европу. В России, моду на любовь к драгоценностям, ввела Екатерина II – сделав бриллиант символом богатства и роскоши.

Но популярность алмазы получили только в XIV веке, когда были найдены способы его превращения в сверкающий бриллиант – до этого технология была засекречена. Любовь к камням захватила мир. XVI век стал «бриллиантовым», так как спрос на камень возрос до небывалых высот. Это привело к истощению индийских запасов и поиску новых залежей.

Места разработки: где, сколько и как долго

О том, где найти алмазы, красноречивее всего скажет описание уже разработанных месторождений. В России находится самый большой карьер с драгоценными камнями в мире — Юбилейный. Его открыли в 1986 году, на территории Якутии. Его запас – 153 млн карат.

Другие страны также нашли свои «бриллиантовые месторождения», правда, не столь удачные, как в России. В Австралии удалось обнаружить самые странные залежи минералов. Дело в том, что большая часть добываемых камней – борты.

Образование алмазов происходит на большой глубине в течение многих лет. Искать их там – пустая трата времени и денег. Но природа устроила так, что со временем, драгоценные кристаллы появляются на поверхности, где их можно найти в составе различных пород. Иногда их плотность велика. Порой на тонну «мусора» приходится менее 1 карата.

Встречаются они в следующих породах:

• кимберлитовая трубка;
• лампроитовые трубки;
• эклогиты;
• базальты.

Как образуются алмазы в кимберлитовой трубке, как и то, что это наиболее популярное месторождение драгоценных камней, мы уже говорили. Ламппроитовые дайки – второе по популярности скопление минералов. Но, в основном они состоят из кальция, алюминия и натрия.

Эклогиты образуются из омфацита, граната, кварца и рутила. Алмаз встречается нечасто и в небольшом количестве. Найти же сверкающие камушки в горной магматической породе базальте – большая удача.

Как найти алмазы шлиховым опробованием

Для поиска алмазов в водоемах используется метод шлихового опробования. На берегу речки или ручья находят отлогий участок песчано-галечного типа. С него снимают слой глубиной в 20 см и переносят в сито-лоток. Контейнер помещается в воду, где его содержимое просеивается колебательно-вращательными движениями.

Не надейтесь сразу обнаружить драгоценные камни — это долгая кропотливая работа. Реку начинают изучать от устья к истоку, собирая пробы каждые 800-1000 м. Если количество и размер сопутствующих минералов вырастает – вы на правильном пути. Если же они резко перестают проявляться – кимберлитовая трубка находится между одним из участков, но в стороне.

Определить залежи алмаза можно по сопутствующим минералам. Среди промываемой породы, вы встретите кроваво-красный пироп, черный ильменит и изумрудно-зеленый пироксен. Правда, некоторые камни могут находиться от кимберлитовой трубки на расстоянии до 10 км.

Технологичные «помощники»

Поиск алмазов можно начать с исследования магнитных полей. Дело в том, что над кимберлитовыми трубками появляется напряженный импульс. Но, чтобы получилось обнаружить минерал, потребуется качественный магнитометр. Разведку рекомендуется проводить на максимальной рельефной высоте.

При исследовании залежей на глубине получаются некоторые сложности. Для уточнения источника излучения требуется проводить раскопки. Проблемы могут возникнуть и при исследовании заболоченных местностей – молодой ил способен вызывать магнитные излучения, схожие с реакцией прибора на алмазы.

Для выявления залежей подойдет металлоискатель. Но прибор должен работать на высокой частоте. На сами углеродистые образования «поисковик» не реагирует. Зато прекрасно вычисляет породы, окружающие его. О них мы рассказывали выше.

От украшений, до новейших технологий

Министерство финансов РФ в результате открытого аукциона по реализации на внутреннем рынке алмазов специальных размеров массой 10,8 карата и более, проведенного на территории Гохрана России, реализовало камней общей массой 3,4 тысячи карата на общую сумму около 12,8 миллиона долларов, сообщили РИА Новости в Гохране.

Первая "С" - carat weight (вес). На этом этапе идет точное определение веса камня путем взвешивания на весах или расчета по формулам, если бриллиант закреплен в изделии. Вес бриллианта выражается в каратах.

Вторая "С" - color (цвет). Совершенно бесцветные алмазы встречаются довольно редко, и практически все камни имеют оттенки различных цветов и интенсивностей. В задачу эксперта входит точное определение интенсивности и цвета бриллианта при стандартном освещении с использованием эталонов цвета.

Третья "С" - clarity (чистота). На этом этапе выявляются все внутренние несовершенства (дефекты) камня.

Четвертая "С" - cut (качество огранки). На этом этапе дается характеристика формы бриллианта, качества огранки и финишной обработки.
На основании этих параметров можно судить о том, как данный бриллиант выделяется среди других бриллиантов, на основании чего он может быть дороже, или, наоборот, дешевле.

Мировыми лидерами по добыче алмазов являются Африка и Россия. Главные африканские страны-алмазодобытчики - Ботсвана, Южноафриканская Республика и Конго (Демократическая Республика), Ангола и Намибия.

По данным Министерства финансов РФ, объем добычи алмазов в России в 2008 году составил 36,925 млн каратов общей стоимостью в 2,509 млрд долларов. Средняя стоимость одного карата добытых в РФ алмазов составила 67,95 доллара.

Согласно материалам Кимберлийского процесса (в рамках Кимберлийского процесса мировое сообщество ведет борьбу с нелегально добытыми в зонах конфликтов алмазами, мировым лидером по добыче алмазов в стоимостном выражении в 2008 году стала Ботсвана. В этой стране были добыты алмазы на сумму 3,273 млрд долларов . Россия по добыче в стоимостном выражении заняла 2-е место в мире. В мировом рейтинге по добыче в каратах (36,925 млн) Россия заняла первое место в мире.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Бриллианты - это ограненные алмазы. Бриллиант редкий, но вместе с тем довольно обширно распространенный минерал. Месторождения алмазов известны на всех континентах, кроме Антарктиды. Месторождения алмазов бывают несколько видов. Еще несколько тысяч лет назад алмазы уже добывали в промышленных масштабах из россыпных месторождений. В конце 19 века впервые были открыты кимберлитовые трубки, тогда стало ясно, что алмазы не образуются в речных отложениях.

На данный момент нет точных данных о точном происхождении алмазов и их возрасте. Большинство ученых склоняются к магматической и мантийной теориям происхождения алмазов, к тому, что атомы углерода под большим давлением (как правило, от 45000 до 60000 атмосфер) и на глубине примерно 150 км. формируют кубическую кристаллическую решетку - собственно алмаз. Образование алмаза происходило при температуре от 900 до 1300 градусов Цельсия. Камни выносятся на поверхность вулканической магмой во время формирования так называемых «трубок взрыва».

Алмазы образовались на большой глубине под сильным давлением много миллионов лет назад. Возраст алмазов, по данным некоторых проведенных исследований, оценивается более чем в 900 миллионов лет.

Большинство месторождений алмазов не имеют промышленной ценности, так как алмазы в этих месторождениях очень мелки. Промышленные месторождения алмазов связаны с кимберлитовыми трубками. Основные месторождения этого типа известны в Африке, России, Австралии и Канаде.

История бриллиантов, их происхождение связано непосредственно с алмазами. Первая запись о алмазе сообщала, что первый из алмазов был обнаружен в 4 тысячелетии до нашей эры в Индии. Уже тогда бриллиантам приписывали магическое действие, поэтому их часто использовали как талисманы. Алмазы были также известны и очень ценились старыми римлянами. Плиний Старший в своем произведении описывает применения алмазов в качестве инструментов. Около 600 г. нашей эры был обнаружен первый алмаз на индонезийском острове Борнео, но несмотря на то, что теперь Индия не являлась единственным месторождением алмазов, алмазы с Борнео не стали популярны, так как их количество было совсем незначительным, а транспортировка до торговых городов была слишком дорога.

В 13 веке обнаружили, что после огранки алмазы приобретают восхитительный вид, в те времена считали что при огранке алмазы теряют свою магическую силу и поэтому их не обрабатывали. Лишь в 1910 году была изобретена и воплощена в жизнь шлифовка алмазов, которая используется и по сей день.

Бриллиант (от франц. brilliant - блестящий) - это обработанный алмаз, обработанный т.е. обладающий специфической формой, так называемой бриллиантовой огранкой, максимально показывающей естественный блеск бриллианта. Свет, отраженный бриллиантом, благодаря высокому преломлению, разлагается на цветные лучи спектра. Поэтому в отраженном свете бриллиант "играет" всеми цветами радуги.

Первое письменное упоминание о бриллианте появилось в 1463 году. До этого в 1454 году придворный ювелир бургундского герцога Карла Смелого создал камень с огранкой придавать камню особенный блеск.

Первый бриллиант «жив» до сих пор – бледно-желтый 53-каратный «Санси», сменивший множество хозяев, среди которых – французские короли Генрих III, Генрих IV, Людовики с XIV по XVI, английские Джеймс I и Яков II, русский промышленник Павел Демидов.

Начиная с того момента уже было сложно найти хотя бы одну королевскую регалию или украшение, не включающее в себя бриллианты – этими блестящими камнями обрамляли сапфиры, рубины, хризолиты или изумруды, бриллианты добавляли к эмалевым вставкам или же компоновали большие бриллианты с маленькими. Бриллианты сияли на скипетрах и державах, в посохах кардиналов и епископов, на государственных орденах и медалях.

В 1869 году в Кимберли в Южной Африке был найден первый алмаз из серии Кимберлитовых. Через год Африка стала крупнейшим поставщиком алмазов, вторым поставщиком по масштабам после Африки являлась Бразилия. На всемирной выставке в Филадельфии в 1876 общественности была показана возможность обработки алмазов с помощью камнерезной машины. В 1926 году было открыто месторождение алмазов на побережье Атлантики. А в 1955 году был произведен первые искусственные бриллианты . В 1961 году был найден первый алмаз на морском дне.

Кимберлитовая трубка - вертикальное или близкое к вертикальному геологическое тело, образовавшееся при прорыве газов сквозь земную кору. Кимберлитовая трубка заполнена кимберлитом. Геологическая структура и сопутствующие горные породы названы по имени города Кимберли.

Кимберлит - экструзивная порода, образующая "трубки взрыва", известная тем, что содержит алмазы, а также ксенолиты мантийных минералов (пироксенов, гранатов, и тп). В 1871 году в Африке был найден алмаз весом 85 карат (16,7 г), что вызвало Алмазную лихорадку.

Купить бриллианты могли только очень богатые люди, и лишь постепенно бриллианты «вышли в люди». Но как и тогда бриллиант никогда не опустится в цене настолько, чтоб стать доступным всем без исключения. С первого до последнего камушка бриллиант – это предмет класса люкс, любимая блестящая игрушка царей и императоров.

Большинство людей знает об алмазах только то, что это самые твердые минералы на планете и что из них делают бриллианты. А вот ответ на интересный вопрос о том, как образуются , мало кому известен. Давайте узнаем побольше о происхождении этого минерала.

Следует отметить, что «цари камней» образовываются несколькими способами. Ученые еще не пришли к единому мнению на этот счет, поэтому мы приведем самые популярные гипотезы о происхождении камня. Известно лишь, что эти неметаллы получаются в условиях сильного давления на углерод. Их и производство – дело очень дорогостоящее, это одна из причин, по которым стоимость так высока. Вторая же причина – большое количество полезных качеств, которые активно используются человеком на протяжении долгого времени.

Дитя метеорита

Еще в XIX веке кристаллы алмаза были обнаружены учеными при изучении упавшего на Землю метеорита. Как выяснилось, этот минерал, как многие другие составные части метеорита, получается при столкновении небесного тела с поверхностью планеты. Это происходит за счет огромных давления и температуры, воздействующих на углерод при ударе. Однако кристаллов в метеорите образуется очень мало. Их называют импактитами.

Мантийно-магматическая теория

Некоторые исследователи считают, что алмаз в природе образовался в период от 100 миллионов до 2,5 миллиардов лет назад под землей. Именно там, как уверяют ученые, были созданы наиболее подходящие условия для образования минералов: огромное давление, повышенная температура, однородная среда, отсутствие температурного градиента.

А посредством взрывных процессов (вулканической активности и т.п.) эти минералы были вынесены на поверхность Земли, из чего следует, что самые крупные месторождения неметаллов находятся возле отверстий в земной коре. Эта теория объясняет также то, как минерал появляется на дне океанов.

Гигантский космический шар

Вопрос, откуда берутся алмазы, исследовался с разных сторон. Когда началось изучение этих камней метеоритного происхождения, некоторые ученые считали, что в космосе минерал откалывается от огромных алмазных планет, и, соединившись с метеоритом, прилетает на Землю.

Эта теория не подтвердилась: кристаллы образовались именно так, как описано выше. Однако в космических просторах действительно существует как минимум одно тело, частично состоящее из ценного камня. Белый карлик, звезда Люси, находящаяся в созвездии Кентавра, имеет ядро из чистого алмаза. Его вес сложно сосчитать точно: ученые говорят о триллионах триллионов карат, а диаметр шарообразного ядра – около 4 тысяч километров.

Синтетические минералы

Люди давно мечтали научиться создавать этот неметалл самостоятельно, но получилось это только в ХХ веке. Углерод, а точнее его источник – графит, подвергают воздействию сильного давления и высокой температуры. Это происходит с помощью гидравлического пресса и электрического тока. Образование алмазов таким путем – это надежно, но дорого.

Существует еще два метода, с помощью которых появляются искусственные «цари камней»: воздействием взрыва и выращиванием кристаллов в метановой среде. Искусственные минералы чаще используются в производстве, чем в ювелирном деле, хотя ничем не уступают натуральным.

Основа производства, углерод, очень распространенный материал, так что проблем с добычей сырья для искусственного создания камней не возникает. По соотношению цены, качества и доступности лучшим сырьем является графит, поэтому его используют чаще всего.

К слову, синтетическое производство таких камней поспособствовало открытию нового, еще более прочного материала. Его назвали ACNR. Этот камень, который также может образовываться из углерода посредством нагревания, может даже поцарапать алмаз. Возможно, будущие поколения будут широко использовать его на практике.

Месторождения и добыча

Добыча алмазосодержащей породы – дело очень непростое. Требуется найти месторождение, разработать его и лишь после этого начать сам процесс добычи. Руду добывают с помощью машин, затем измельчают, сортируют, чтобы выделить чистую кимберлитовую породу, которая является сырьем.

Затем кимберлит отправляют на производство, где его сортируют по размеру и классу, после чего алмазы готовы к дальнейшему использованию. Часть идет на изготовление бриллианта, часть – на различные приборы.

Кимберлитовая руда есть на территории всей поверхности Земли, исключая Антарктиду. Лидерами по количеству запасов этого ценного камня являются Россия, Канада и Ботсвана. Первые же разработки появились еще в XVII веке.

Так называемый «царь камней» издавна привлекал людей большим количеством полезных свойств, основное из которых – его невероятная твердость. Но добыть кристаллы не так-то просто, особенно если учитывать, что происхождение алмазов исследовано далеко не полностью. Будем надеяться, что совсем скоро ученые решат эту проблему и поймут, как именно возникают месторождения минерала. Это позволит значительно расширить спектр его использования, а также увеличить объемы работ там, где камень уже используется.

В природе алмазы встречаются в основном в особых земных породах магматического происхождения - кимберлитах и лампроитах, а также в образованных остатками этих пород россыпях.

Алмазы метеоритного происхождения

Алмазы в виде мельчайших вкраплений часто находят в некоторых видах каменных и металлических метеоритов, а также импактитах – образованиях, возникших в месте удара о землю метеоритов.

Первыми алмазы в метеоритах обнаружили русские ученые М. В. Ерофеев и П. А. Лачинов в 1888 году. Они изучали каменный метеорит Новый Урей весом в 2116 граммов, который упал в 1886 году в Мордовии.

Алмазы в железном метеорите были обнаружены в 1891 году при исследовании осколков метеорита Canyon Diablo, упавшего примерно 20-40 тысяч лет назад в Аризоне, США, недалеко от одноименного каньона. Полагают, что вес этого метеорита составлял примерно 30 тонн.

Откуда в метеоритах алмазы?

Существует несколько гипотез происхождения алмазов в метеоритах. К сожалению, гипотеза об алмазосодержащих метеоритах как о части какого-то крупного тела или даже планеты из алмазов не находит подтверждения. Большинство ученых склоняются к версии, что алмазы в метеоритах имеют импактное происхождение, образовываясь в момент соударения в поясе астероидов.

От удара метеоритов о землю появляются особые породы - импактиты (от англ. impact - «столкновение», «удар»). В момент удара развивается огромное давление в десятки ГПа и температура в 2000-3000°С. В этих условиях углерод, содержащийся в соударяемых веществах, может преобразовываться в алмаз.

Алмазы импактного происхождения иногда образуют значительные залежи. В России широко известна Попигайская астроблема. Это кратер размером примерно 100 километров, возникший около 35 миллионов лет назад на границе современных Красноярского края и Якутии от удара метеорита размером около 7 километров. Однако, несмотря на значительную концентрацию, импактные алмазы слишком мелкие для промышленной добычи.

В настоящее время, все добываемые и используемые алмазы имеют земное происхождение.

Алмазы земного происхождения

Существует множество теорий происхождения алмазов в недрах земли. Большинство специалистов сходятся во мнении, что добываемые алмазы образовались в мантии земли от 100 миллионов до 2,5 миллиардов лет назад, на глубинах от 100 до 200 километров при температурах от 900 до 1300°С и давлении около 4-5 ГПа (примерно 40 000-50 000 атмосфер). На поверхность земли алмазы были доставлены магматическими породами (кимберлитами и лампроитами) в результате взрывных процессов. Имеются различные данные об образовании алмазов на глубинах до 700 километров.

Как образуются алмазы в магматических породах?

Многочисленные теории о механизме возникновения алмазов в магматических породах можно условно разделить на три группы.

• К первой относятся теории, которые связывают образование алмазов в верхних зонах земной коры при застывании магмы с попадающими в нее углеводородами из «вмещающих» пород.
• Вторая предполагает образование алмазов в глубине ультраосновных пород, которые затем подвергаются дезинтеграции расплавленной магмой, в результате чего алмазы высвобождаются и увлекаются вверх магматическим потоком.
• К третьей группе относятся теории, предполагающие образование алмазов в глубине ультраосновной магмы, а так же частично и в процессе ее подъема к поверхности. Этот механизм образования алмазов считается в настоящее время наиболее вероятным.

Алмаз в природе не является очень редким веществом, однако для промышленной добычи доступно ограниченное число месторождений.