Месторождения камня

Алмаз представляет собой твердую аллотропную форму углерода, атомы которого имеют кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку.

Алмаз, характеристики, описание, кристаллическая решетка, химический состав

Образование и происхождение алмазов

Механические, оптические, химические и иные свойства алмаза

Физические свойства алмаза

Огранка алмаза

Оценка алмаза как ювелирного камня

Алмаз (от др.-греч. ἀδάμας «несокрушимый», через араб. ألماس‎ [’almās] и тур. elmas) – минерал, кубическая аллотропная форма углерода. Химическая формула алмаза – C.

Алмаз – это природный минерал, состоящий из углерода и кристаллизующийся в кубической сингонии.

Наряду с графитом, алмазом существуют еще много аллотропных форм углерода. Например, графен, фуллерен, углеродные нанотрубки и т.д. Свойства данных веществ совершенно отличаются друг от друга.

Алмаз является самым твердым природным материалом на Земле.

Алмаз – редкий, но вместе с тем довольно широко распространённый минерал. К настоящему времени алмазы найдены на всех континентах Земли, в том числе и в Антарктиде.

Алмаз представляет собой твердую аллотропную форму углерода, атомы которого имеют кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку. При этом, каждый атом углерода в структуре алмаза расположен в центре тетраэдра, вершинами которого служат четыре ближайших атома.

Таким образом, в алмазе каждый атом углерода связан с четырьмя другими атомами. В алмазе связи сформированы sp3 гибридными орбиталями. Такая связь является наиболее прочной. Именно прочная связь атомов углерода и отсутствие свободного электрона объясняет высокую твёрдость алмаза. Из всех известных веществ алмаз также имеет наибольшее количество атомов на единицу объема, поэтому он одновременно и самый твердый, и наименее сжимаемый.

Наоборот, в графите – другой аллотропной форме углерода, каждый атом углерода связан с тремя атомами аналогичными атомами и имеет один свободный электрон. В графите межатомные связи сформированы sp2 гибридными орбиталями. Связи между атомами углерода в графите формируются в одной плоскости. Связи между плоскостями графита слабы. Это и обуславливает высокую мягкость графита и свойство слоев графита легко отделяться (отслаиваться) друг от друга.

При нормальных условиях (т.е. комнатной температуре и нормальном давлении), а также высоких давлениях алмаз может существовать неограниченно долго. При комнатной температуре и давлении другая твердая форма углерода, известная как графит, также является химически стабильной формой, но алмаз почти никогда не превращается в нее. И только в вакууме или в инертном газе при повышенных температурах – при 2000 оС алмаз постепенно переходит в графит.

АЛМАЗ • Большая российская энциклопедия

Алмазы бывают совершенно разных цветов и оттенков: от стального серого, белого до коричневого и черного цветов. Редко встречаются бесцветные и прозрачные камни. Это обусловлено тем, что природный алмаз может содержать небольшое количество дефектов и примесей (около одного на миллион атомов углерода).

Небольшие количества дефектов или примесей окрашивают алмаз в синий (примеси бора), желтый (примеси азота), коричневый (дефекты кристаллической решетки), зеленый (радиационное воздействие), фиолетовый, розовый, оранжевый, красный или серые цвета. Вместе с тем, химически чистый и структурно совершенный алмаз прозрачен и не имеет оттенка или цвета.

Алмаз также обладает относительно высокой оптической дисперсией (способностью рассеивать свет разных цветов).

Твердость алмаза и его высокая оптическая дисперсия способствует его использованию в качестве драгоценного камня. В отличие от многих других драгоценных камней, он хорошо подходит для ежедневного ношения из-за его устойчивости к царапинам. Поцарапать алмаз может только другой алмаз.

Огранённый алмаз называется бриллиантом.

Алмаз состоит из чистого углерода. В небольших количествах в нем присутствуют различные примеси других химических элементов (бор, азот, алюминий, кремний, кальций, магний и т.д.).

Ограненный алмаз называют бриллиантом (от фр. brillant «блестящий, сверкающий»). Ему придают специальную форму, максимально выявляющую его естественный блеск.

Лишь 60% добытых алмазов пригодны для ювелирной обработки. Все остальные алмазы находят применение в различных отраслях промышленности.

– cut (огранка),

– clarity (чистота),

– color (цвет)

– и carat (масса в каратах), что позволяет определить, насколько камень близок к совершенству.

В огранке (cut) алмаза ценится ее качество: насколько грани геометрически точны и пропорциональны друг другу. Идеальная огранка кодируется литерой «А», далее — Б, В, Г — по убыванию качества. В международной системе (GIA, Gemological Institute of America) идеальная огранка обозначена как Excellent, и по убыванию качества (Very Good, Good, Fair, Bad).

Чистота (clarity ) пожалуй самый существенный показатель качества бриллиантов: выражается она в наличии или отсутствии дефектов камня или посторонних включений. Бриллианты без изъянов называются бриллиантами чистой воды.

АЛМАЗ • Большая российская энциклопедия

Цвет бриллианта также имеет значение. Особо ценятся бриллианты зеленого, фиолетового и черного цветов. Такие бриллианты встречаются очень редко.

Масса бриллиантов измеряется в каратах: 1 карат равен 0,2 грамма. Чем больше масса бриллианта, тем он стоит дороже.

Природа подарила людям множество самоцветов. Алмаз считается самым лучшим и известным из них. Свое имя сияющий кристалл получил от слова адамас, которое с греческого переводится как несокрушимый. А в Англии минерал называли «даймонд».

Необработанный алмаз выглядит не очень привлекательно.

Только после того, как драгоценные камни побывают в руках ювелира, они превращаются в бесподобные бриллианты.

Кристаллы, поражающие всех своим прекрасным внешним видом, с древности используются для создания украшений. В некоторых государствах несколько веков назад они были твердой валютой.

Физические свойства

Минералоги признают, что физические свойства алмаза необыкновенны, отличаются от всех других минералов. Он обладает:

  • алмазным блеском;
  • совершенной прозрачностью;
  • устойчивостью к нагреванию;
  • совершенной спайностью;
  • высокой теплопроводностью;
  • неспособностью проводить электричество;
  • изломом раковистым до занозистого;
  • кубической сингонией;
  • показателем преломления от 2,417 до 2,421;
  • сильной дисперсией.

image description

Цветовая гамма адамаса весьма разнообразна. Есть экземпляры бесцветные, а есть с голубым, зеленым, желтым, розовым, красным, коричневым отливом.

Химические свойства

Алмаз по химическому составу является одной из модификаций кристаллического углерода. Химические свойства алмаза таковы:

  • твердостью по шкале Мооса 10 единиц;
  • удельным весом 3,48-3,55 г/см3;
  • минерал устойчив к воздействию кислот;
  • в его состав могут входить примеси.

Магические свойства

Магические свойства алмазов выявляли богатые люди, которые могли позволить себе украшения со сверкающими камнями. Многие приближенные к императорским дворам замечали, как кристаллы влияли на жизнь людей или их семей.

  • Бриллиантовое колье поможет справиться с трудностями на работе. Благодаря ожерелью девушка привлечет к себе внимание состоятельного человека. Это знакомство станет началом длительного сотрудничества, при котором у обладательницы бриллиантов будет возможность улучшить свое материальное положение.
  • Кольцо с алмазом одарит владельца талантом. Одна из способностей человека будет активно развиваться, что станет основой для новых попыток проявить себя в разных профессиональных областях.
  • Браслет с бриллиантовыми вставками станет залогом счастливой личной жизни. Хозяин сможет найти свою вторую половинку и избавиться от чувства одиночества.
  • Серьги умножат в разы мыслительные способности человека. У владельца появится расположенность к длительной упорной работе, а сложные задачи больше не будут выглядеть нерешаемыми.

Оптические свойства

Минералоги выделяют оптические свойства алмаза:

  • преломление сияющего кристалла — 2,4175, примеси могут увеличивать этот показатель;
  • дисперсия составляет 0,63;

Эти способности и придают драгоценному минералу способность после профессиональной огранке переливаться всеми цветами радуги.

АЛМАЗ • Большая российская энциклопедия

Люминесценция (способность переливаться под солнечными, катодными, ультрафиолетовыми и рентгеновскими лучами) является важным свойством неповторимого самоцвета. Катодное и рентгеновское излучение заставляет светиться все алмазы, ультрафиолетовое — лишь некоторые.

При нагревании до 900 градусов драгоценный минерал превращается в графит.

Алмазы встречаются редко, но распространены во всем мире, кроме Антарктиды. Ранее драгоценность добывали из рассыпных месторождений. В 19 веке были открыты кимберлитовые трубки, в которых изначально образуются алмазы.

Промышленный объем добычи алмазов связан именно с вулканическими трубками. Самые крупные месторождения такого типа расположены в Африке, Австралии, России, Канаде.

Самые первые алмазные месторождения находились в Индии. К концу 19 века они оказались почти полностью истощены. В 1727 году месторождения были обнаружены в Бразилии.

С 1867 года алмазы добывают в Южной Африке, найдены они были возле города Кимберли. Отсюда получил название тип месторождения — кимберлитовая трубка.

Крупнейшее месторождение здесь называлось «Большая дыра». К концу 19 века тут трудилось около 50 тысяч старателей, которые раскопали месторождение практически вручную.

За 43 года в «Большой дыре» было добыто почти три тонны алмазов, это 14,5 миллионов карат. Во время раскопок было вынуто 22 млн тонн грунта.

К 2006 году в мире нашли общей сложностью 176 млн карат алмазов. После этого уровень добычи пошел на спад, так как запасы алмазов быстро уменьшаются. Восполнение же их идет очень медленно, это практически невозобновляемый ресурс.

В 2015 году было добыто 127 млн карат минерала на сумму почти 14 млрд долларов. Лидерами по добыче драгоценности стали три страны:

  • Россия — 4,2 млрд долларов;
  • Ботсвана — 3,0 млрд долларов;
  • Канада — 1,7 млрд долларов.

Крупнейшие месторождения в Якутии обнаружили в 1950 году. Геолог Лариса Попугаева обнаружила первую кимберлитовую трубку за пределами Африки. Сейчас крупные месторождения есть в Красновишерском районе Пермского края, в Архангельской области.

Единственное в мире алмазное месторождение метаморфогенного типа, то есть не связанное с действием вулканов, находится в Казахстане.

Структура

Эле­мен­тар­ная ячей­ка кри­стал­лич. ре­шёт­ки А. име­ет вид ку­ба, в ко­то­ром ато­мы уг­ле­ро­да рас­по­ло­же­ны в вер­ши­нах, в цен­трах его гра­ней, а так­же в цен­трах 4 не­смеж­ных ок­тан­тов ку­ба. Ка­ж­дый атом уг­ле­рода свя­зан с че­тырь­мя бли­жай­ши­ми (сим­мет­рич­но рас­по­ло­жен­ны­ми по вер­ши­нам тет­ра­эд­ра) ко­ва­лент­ной хи­мич. свя­зью и на­хо­дит­ся на рас­стоя­нии 0,154 нм от ка­ж­до­го из них. Иде­аль­ный кри­сталл А. мож­но пред­ста­вить себе как од­ну ги­гантскую мо­ле­ку­лу. В ре­аль­ных кри­стал­лах А. все­гда при­сут­ству­ют при­ме­си (Si, Al, Ca, Mg, Na, Ba, Mn, Fe, Cr, Ti, B, H, N и др. эле­мен­ты) и де­фек­ты ре­шёт­ки. Из при­месей наи­боль­шее влия­ние на фи­зич. свой­ст­ва А. ока­зы­ва­ет азот, ко­то­рый изо­морф­но вхо­дит в струк­ту­ру и об­ра­зу­ет (са­мо­стоя­тель­но или в со­во­куп­но­сти со струк­тур­ны­ми де­фек­та­ми) цен­тры, от­вет­ст­вен­ные за ок­ра­ску, лю­ми­нес­цен­цию, по­гло­ще­ние (в ульт­ра­фио­ле­то­вой, ви­ди­мой, ин­фра­крас­ной и мик­ро­вол­новой об­лас­тях), ха­рак­тер рас­сеи­ва­ния рент­ге­нов­ских лу­чей и др.

Формула вещества

Формула алмаза отражает химический состав этого вещества. Камень представляет собой чистый углерод. Carboneum встречается в природе в разных соединениях, в зависимости от количества атомов, изменяется внешний вид минералов. Этим можно объяснить необычную метаморфозу прочнейшего бриллианта в хрупкий графит при определенных условиях внешней среды. Влияние на химический состав и формулу приводит к переменам во внешнем виде и физических свойствах.

Для продажи ювелирного изделия необходимо, чтобы состав алмаза был безупречным. Именно такие самоцветы используются в ювелирной промышленности. Однако в природе встречаются камни с вкраплениями других химических элементов помимо угрерода. Наиболее распространены примеси:

  • азот;
  • алюминий;
  • бор;
  • кальций;
  • кремний.

Иногда примеси появляются даже в непрозрачных экземплярах. Тогда они не влияют на внешнюю привлекательность, однако меняют показатели прочности и веса. Такие природные дефекты трудно предугадать, поэтому при ювелирной отделке алмазы с незаметными вкраплениями могут сломаться, иногда не поддаются огранке.

Морфология

А. кри­стал­ли­зу­ет­ся в ку­бические син­го­нии. Важ­ней­шие кри­стал­ло­гра­фич. фор­мы А.: плос­ко­гран­ные (воз­ни­каю­щие при рос­те кри­стал­лов) – ок­та­эдр, ром­бо­до­де­ка­эдр, куб и раз­лич­ные их ком­би­на­ции; кри­во­гран­ные (об­ра­зую­щие­ся при рас­тво­ре­нии кри­стал­лов) – до­де­ка­эд­рои­ды, ок­та­эд­рои­ды и ку­бои­ды; встре­ча­ют­ся и бо­лее слож­ные ком­би­ни­ро­ван­ные фор­мы, двой­ни­ки сра­ста­ния (по шпи­не­ле­во­му за­ко­ну) и про­рас­та­ния. Гра­ни кри­стал­лов час­то по­кры­ты фи­гу­ра­ми рос­та и рас­тво­ре­ния – вы­сту­па­ми, уг­луб­ле­ни­ями и сту­пень­ка­ми. Сре­ди по­ли­кри­стал­лич. аг­ре­га­тов А. вы­де­ля­ют бал­лас (ша­ро­вид­ной фор­мы сфе­ро­ли­ты ра­ди­аль­но-лу­чи­сто­го строе­ния), сро­ст­ки, кар­бо­на­до (скры­то- и мик­ро­кри­стал­лич. аг­ре­га­ты не­пра­виль­ной фор­мы, плот­ные или шла­ко­по­доб­ные), кар­бо­на­до с лон­сдей­ли­том (гек­са­го­наль­ная мо­ди­фи­ка­ция уг­ле­ро­да) и борт (не­пра­виль­ной фор­мы мел­ко- и круп­но­зер­нистые по­ли­кри­стал­лич. об­ра­зо­ва­ния). Раз­мер А. ко­леб­лет­ся от мик­ро­ско­пич. зё­рен до весь­ма круп­ных кри­стал­лов мас­сой в сот­ни и ты­ся­чи ка­рат. Мас­са до­бы­вае­мых А. обыч­но 0,1–1,0 кар (1 кар 0,2 г); круп­ные кри­стал­лы св. 100 кар встре­ча­ют­ся очень ред­ко; как пра­ви­ло, та­ким кам­ням при­сваи­ва­ют соб­ст­вен­ные име­на (табл. 1). Из са­мо­го круп­но­го – «Кул­ли­на­на» сде­ла­но 105 брил­ли­ан­тов, в т. ч. «Звез­да Аф­ри­ки» («Кул­ли­нан I») в 530,2 кар и «Кул­ли­нан II» в 317,4 кар, ко­то­рые встав­ле­ны в имп. ко­ро­ну и ски­петр Вели­коб­ри­та­нии. Круп­ней­ший рос. А. (342,5 кар) най­ден в Яку­тии (труб­ка «Мир»).

Таблица 1. Крупнейшие в мире алмазы

Название Масса, кар Место находки – страна, рудник Год находки Количество полученных из алмаза бриллиантов Масса  наиболее  крупных  бриллиантов, кар
«Куллинан» 3106,0 ЮАР, Премьер 1905 105 530,2; 317,4
Без названия 1640  (разбит) ЮАР, Премьер 1919 … 
Без названия 1195,5 ЮАР, Премьер 1924 … 
«Эксельсиор»  («Эксцельсиор») 971,50 ЮАР, Яхерсфонтейн 1893 21 69,8; 47,15
«Звезда Сьерра-Леоне» 968,90 Сьерра-Леоне, Енгема 1972 17 153,96
«Великий Могол» 778,00 Индия, Голконда 1304? 280
«Алмаз Победы» 770,00 Сьерра-Леоне, Коиду 1945 30 31,35
«Безымянный  коричневый» 775,5 ЮАР, Премьер 1986 1, «Золотой юбилей», крупнейший в мире 545,67
«Президент Варгас» 726,60 Бразилия, Диамантина 1938 29 48,26
«Йонкер» («Джонкер») 726,00 ЮАР, Трансвааль 1934 12 125,65
«Юбилейный» 650,80 ЮАР 1895 2 245,35
«Дютойтспан» 616,00 ЮАР, Дютойтспан 1974 Не огранён  
«Баумгольд» 609,25 Южная Африка 1922 14 50,00
«Лесото Браун» 601,25 Лесото,  Летсенг-ла-Терае 1967 18 71,73
Предлагаем ознакомиться  Где образуются алмазы

Обработка алмазов

Неограненный диамант не так красив, и ценится ниже, поэтому его обрабатывают — ограняют. Обработка драгоценности очень сложна, потому что тверже алмаза нет ни одного вещества. Для придания камню правильной формы применяют чугунные диски, покрытые алмазной пылью.

АЛМАЗ • Большая российская энциклопедия

Существует три типа огранки:

  • бриллиантовый — кристаллу придают круглую форму, треугольные или ромбовидные грани располагают в шахматном порядке:
  • прямоугольный — грани треугольные или трапециевидные, располагаются ступенями;
  • роза — так ограняют мелкие кристаллы.

Красота диаманта лучше всего раскрывается при круглой огранке. Работа над одним кристаллом занимает от 3-5 дней до нескольких месяцев. Это зависит от его размера. Без огранки оставляют кристаллы для технических целей.

Перед тем, как обработать алмаз, ювелир выбирает самый лучший материал без значительных повреждений или природных дефектов. Если на камнях есть микротрещины, то их удаляют или маскируют с помощью специальных приборов, изменяющих строение с помощью показателей окружающей среды.

После этого производят огранку. Наиболее популярные формы бриллиантов — это двенадцатигранники. Этот тип огранки считается универсальным, так как подходит алмазам независимо от вида, цвета и природных особенностей экземпляров. Более того, такая форма позволяет сохранить естественную величину крупных и средних самоцветов и не уменьшать еще больше размер небольших кристаллов.

Магические свойства алмаза

Алмаз – это самое твердое вещество в мире. Он представляет собой модификацию химического элемента под названием углерод. При высоких показателях температуры алмаз изменяется на графит, но если нет доступа кислорода. В обычной среде камень начинает плавиться уже при температуре 800°С. Без поступления кислорода этот процесс происходит при 2000°С.

  • плотность – от 3,4 до 3,5 г/см³;
  • теплопроводность – 2300 Вт (мК);
  • коэффициент трения – в пределах 0,1;
  • минимальный показатель сжатия;
  • большой модуль упругости.

Также следует отметить, что последний показатель может увеличиваться в 5 раз. Это происходит в том случае, если на поверхности самоцвета будет отсутствовать пленка из адсорбированного газа.

При поступлении кислорода и высокой температуре воздуха алмаз переходит в углекислый газ.

Огранка алмаза

– алмаз представляет собой твердую форму чистого углерода. Твердость по шкале Мооса 10,

Алмаз

– твердость алмаза зависит от его чистоты, отсутствия дефектов кристаллической решетки и ориентации. Твердость выше для безупречных, чистых кристаллов, ориентированных в направлении по самой длинной диагонали кубической алмазной решетки. Поэтому алмазы могут быть поцарапаны и подвергаться обработке только другими алмазами,

– из всех известных веществ алмаз имеет наибольшее количество атомов на единицу объема, поэтому он одновременно и самый твердый, и наименее сжимаемый. У алмаза самый низкий коэффициент сжатия,

– имеет высокую плотность от 3,47-3,55 г/см³,

– обладает хрупкостью, легко раскалывается,

– излом раковистый,

– имеет большой показатель преломления и относительно высокую оптическую дисперсию (способность рассеивать свет разных цветов). Эти свойства заставляют нанесенные при обработке алмаза грани блестеть, играя на свету,

– обладает наиболее высокой теплопроводностью среди всех твёрдых тел 900-2300 Вт/(м·К). Из-за этого алмаз на ощупь холодный,

– у алмаза очень низкий коэффициент трения по металлу,

– имеет самый высокий  модуль упругости,

– на воздухе алмаз сгорает при 850-1000 °C, а в струе чистого кислорода горит слабо-голубым пламенем при 720-800 °C, полностью превращаясь в углекислый газ,

– под действием солнечного света, а также под действием  катодных, ультрафиолетовых и рентгеновских лучей алмазы начинают люминесцировать – светиться различными цветами. Именно это специфическое свойство алмаза позволяет его выявлять в породе,

– поверхность алмаза гидрофобна и липофильна, т.е. алмаз не смачивается водой, а хорошо смачивается маслом и жиром. Это свойство использует для того, чтобы отличить алмаз от подделки. Жир на подделке не смачивает поверхность полностью, а собирается в маленькие капельки. Кроме того, алмаз, смазанный жиром, прилипает к стеклу, а подделка – нет,

– алмазы химически стабильны. При комнатной температурой они не реагируют с кислоты и щелочами. Поверхность алмаза может окисляться только при температуре воздуха выше 850 °C. Алмаз также реагирует с газом фтора при температуре свыше 700 °C,

– лучепреломление алмаза таково, что, поместив бесцветный кристалл на страницу с печатным текстом, прочитать написанное не получится. Эта характеристика алмаза позволяет отличить подделку от оригинала. Также если посмотреть сквозь алмаз на солнце, то будет видна лишь тусклая точка,

– под действием радиоактивного излучения алмаз меняет окраску на насыщенный зеленый цвет.

Наименование показателя: Значение:
Длина связи С–С, нм 0,15
Плотность, г/см2 от 3,47 до 3,55
Температура плавления (при давлении 11 ГПа), оС 3700-4000 °C
Теплопроводность, Вт/(м·К) от 900 до 2300
Показатель преломления от 2,417 до 2,419 (в желтом цвете),

в других цветах – от 2,402 (красный цвет) до 2,465 (фиолетовый цвет).

Дисперсия 0,0574
Твердость (шкала Мооса) 10
Твердость, ГПа от 70 до 150

Камень относят к самородным элементам, то есть образовашимся в природе без участия человека. По классификации минералов алмаз является полиморфом углерода. Несмотря на высокую стоимость, минерал используется во многих отраслях промышленности:

  • медицина — изготавливают скальпели, микрохирургические инструменты;
  • электроника — не дает чувствительным приборам перегреваться;
  • телекоммуникации — датчики радиосигналов;
  • горнодобывающая промышленность — придание прочности бурам;
  • делают из алмазов украшения, косметических средства.

Широкое применение минерала возможно благодаря особенностям его строения, физико-механическим свойствам. Около 15 % добываемых кристаллов идут на изготовление украшений. 45 % оставляют на хранение для последующей огранки. 40 % кристаллов используют в технических целях.

Физические свойства

В химической формуле алмаза присутствует только один элемент — С, углерод. Иногда в его состав входят примеси — атомы бора, железа, азота. Молекулярная масса его составляет 12 единиц. Молекулярное строение минерала — кристаллическая решетка правильной формы.

Твердость алмаза по шкале Мооса — 10 единиц. Это самый твердый минерал из существующих на Земле. Большая твердость объясняется прочными связями между атомами углерода. В промышленности твердость определяется по Роквеллу, у диаманта она обозначается буквой А.

Плотность алмаза составляет 3,5 грамма на кубический сантиметр. Эта цифра соответствует удельному весу минерала. При равном объеме алмаз весит в 3,5 раза больше воды.

Сингония — это характеристика кристаллической решетки минерала. У алмаза она кубическая, то есть все атомы в нем расположены в виде кубов. Кристаллическая структура определяет исключительную твердость минерала.

По оптическим свойствам алмаз относится к изотропным — его структура однородная, полностью прозрачная. Показатель преломления света 2,4, двойное преломление световых лучей отсутствует.

Зная эту цифру, можно вычислить значение скорости света в алмазе — нужно скорость разделить на показатель преломления. Получается 124 млн метров в секунду.

Существует несколько температур плавления минерала в зависимости от доступа воздуха, величины давления:

  • на воздухе он сгорает при температуре 800 градусов, превращаясь в углекислый газ;
  • в вакууме камень не горит, а трансформируется в графит при температуре 2000 градусов;
  • при давлении 11 ГПа температура плавления достигает 4000 градусов.

Интересное свойство драгоценного камня — люминисценция. Под солнечными лучами, а еще сильнее под ультрафиолетовым и рентгеновским излучением, камень светится различными цветами.

Твердость минерала

Практически каждый знает, что такой минерал, как алмаз, является самым твердым известным камнем в мире. Чем это обусловлено? Специфической кристаллической решеткой минерала. Связи между атомами углерода очень прочны.

Для оценки относительных значений по твердости минералов существует шкала Мооса, которая известна и принята во всем мире. Относительность (объясним как можно легче) бралась за основу следующая: царапание одного минерала относительно других эталонных. Например, алмазный кусок может «процарапать» все минералы, а его практически ничто. Вот и весь принцип, помогающий существенно упростить жизнь.

Только уже на основании этих чисел можно представить существенное преимущество самого твердого известного минерала. Один из ярких примеров – резка стекла с помощью стеклореза с алмазным наконечником. Стоит лишь провести не трясущейся рукой прямую линию, чуть надавить на другой конец стекла – и готово. С помощью других элементов и минералов этого сложно добиться.

Также следует отметить и применение твердости алмаза при копке и рытье шахт, подземельных углублений, новых веток метро и подводных каналов с помощью специальной установки, наконечники которой состоят из алмазов и позволяют прорезать даже самую сложную железно-гранитную породу.

АЛМАЗ • Большая российская энциклопедия

Данный агрегат хоть и выходит дорого, но окупается по сравнению с выплатами рабочим, которые делали бы такой же объем. Тем более по временным характеристикам, установка существенно выигрывает. Если вы еще не представили, как она может выглядеть и работать, то можно почитать писателя Жюля Верна или посмотреть фильм «Экспедиция в преисподнюю» 2005 года.

  • Уникальное построение кристаллической решетки объясняет и его большую плотность, которая также находит применение в различных областях. Твердость и плотность тесно связаны друг с другом. Чем выше один параметр, тем, как правило, выше и второй.
  • Коэффициент преломления и дисперсия наиболее ярко проявляются в бриллиантах – ограненных алмазах. Именно в них можно увидеть удивительную магию и игру света, непередаваемый блеск, которые вызовут восхищение у ценителей.

Характеристика, естественно, тоже нашла свое применение в самом известном для алмазов деле – ювелирном искусстве, где собираются самые потрясающие и лучшие бриллиантовые и алмазные образцы, добытые из недр нашей планеты Земля.

  • Теплопроводность алмаза является самой большой среди известных твердых тел и составляет порядка 0,9-2,3 кВт/(м*K). Вследствие этого алмаз является отличным полупроводником, так как наиболее известные кремниевые полупроводниковые элементы в основном работают до температуры около 100 градусов по Цельсию.
Предлагаем ознакомиться  Алмаз описание минерала свойства камня

Полупроводниковая техника на алмазных элементах позволяет работать при гораздо более высоких температурах, но, учитывая высокую стоимость, чаще всего это неоправданная роскошь. Есть и целесообразная им замена – синтетические алмазные полупроводниковые элементы, обладающие такой же высокой теплопроводностью, что и естественные камни, но стоящие гораздо меньше.

  • Кроме вышеперечисленных свойств у алмаза еще очень много других, не менее значимых и полезных критериев. Одним из этих свойств является то, что алмаз – диэлектрик. Этот минерал не проводит электричество.

Встре­ча­ют­ся А. бес­цвет­ные, жел­то­ва­тые, ко­рич­не­вые, зе­лё­ные, го­лу­бые, си­ние, ро­зо­вые (раз­ных от­тен­ков и ин­тен­сив­но­сти ок­ра­ски), мо­лоч­но-бе­лые, се­рые (до чёр­но­го). При об­лу­че­нии за­ря­жен­ны­ми час­ти­ца­ми бес­цвет­ный кри­сталл при­об­ре­та­ет зе­лё­ный или го­лу­бой цвет. Плот­ность у разл. раз­но­вид­но­стей ко­леб­лет­ся в пре­де­лах от 3470 до 3560 кг/м3 (у кар­бо­на­до от 3010 до 3470 кг/м3). Твёр­дость по Мо­оса шка­ле 10. Ани­зо­тро­пи­ей А. оп­ре­де­ля­ют­ся мно­гие его свой­ст­ва, напр. разл. твёр­дость по раз­ным кри­стал­ло­гра­фич. на­прав­ле­ни­ям (наи­бо­лее твёр­дой яв­ля­ет­ся грань ок­та­эд­ра), что по­зво­ля­ет об­ра­ба­ты­вать его ал­маз­ным ин­ст­ру­мен­том. А. хру­пок (при на­ли­чии де­фек­тов или вклю­че­ний), име­ет со­вер­шен­ную спай­ность по гра­ням ок­та­эд­ра, яр­кий блеск, обу­слов­лен­ный вы­со­ким по­ка­за­те­лем пре­лом­ле­ния – 2,417 (для дли­ны вол­ны 0,5893 мкм), и силь­но вы­ражен­ный эф­фект дис­пер­сии, обес­пе­чи­ваю­щий ра­дуж­ную иг­ру све­та на гра­нях брил­ли­ан­та. Сте­пень про­зрач­но­сти за­ви­сит от ко­ли­че­ст­ва вклю­че­ний – твёр­дых (гра­фит, оли­вин, пи­рок­сен, гра­на­ты, хром­шпи­не­ли­ды, ко­эсит и др. ми­не­ра­лы) и га­зо­во-жид­ких. Как пра­ви­ло, в кри­стал­лах про­яв­ля­ет­ся ано­маль­ное дву­лу­че­пре­лом­ле­ние из-за на­пря­же­ний, воз­ни­каю­щих в свя­зи со струк­тур­ны­ми де­фек­та­ми и вклю­че­ния­ми. В боль­шин­ст­ве кри­стал­лов на­блю­да­ет­ся лю­ми­нес­цен­ция (в зе­лё­ной и си­ней час­тях спек­тра) под дей­ст­ви­ем ульт­ра­фио­ле­то­во­го, рент­ге­нов­ско­го и гам­ма-из­лу­че­ний, а так­же фос­фо­рес­цен­ция. Чис­тая по­верх­ность кри­стал­лов об­ла­да­ет вы­со­кой гид­ро­фоб­но­стью, в при­ро­де на по­верх­но­сти об­ра­зу­ют­ся тон­чай­шие плён­ки, по­вы­шаю­щие сма­чи­вае­мость. А. – ди­элек­трик (удель­ное элек­тро­со­про­тив­ле­ние из­ме­ня­ет­ся в пре­де­лах 1–1010 Ом·см), диа­маг­не­тик, об­ла­да­ет вы­со­кой те­п­ло­про­вод­но­стью (у не­ко­то­рых кри­стал­лов при ком­нат­ной темп-ре пре­вы­ша­ет те­п­ло­про­вод­ность ме­ди в 4 раза). По­лиморф­ный пе­ре­ход А. в гра­фит при ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии про­ис­хо­дит при темп-ре 1885±5 °C по все­му объ­ё­му кри­стал­ла. На воз­ду­хе сго­ра­ет при темп-ре св. 850 °С.

Алмаз, описание, характеристики, свойства и происхождение.

Огранка алмаза

Большинство природных алмазов имеют возраст от 1 миллиарда до 3,5 миллиардов лет. Многие из них были сформированы на глубинах от 150 до 250 километров в мантии Земли, хотя некоторые из них формировались на глубине около 800 километров.

Под высоким давлением и температурой углеродсодержащие жидкости растворяли минералы в породе и заменяли их алмазами.

Алмазы образовывались из этой жидкости либо путем восстановления окисленного углерода (например, CO2 или CO3), либо путем окисления восстановленной фазы, такой как метан.

Гораздо позднее (десятки – сотни миллионов лет назад) они были вынесены на поверхность в результате извержений вулканов и отложились в магматических породах, известных как кимберлиты и лампроиты.

По предположениям ученых, возраст этого полезного ископаемого составляет от 100 млн до 2,5 млрд лет. Основная теория их происхождения — магматическая. На глубинах литосферы более 100 км под высоким давлением и действием большой температуры атомы углерода принимают форму кубов. Так образуется алмаз.

На поверхность земли природный алмаз выходит через вулканические трубки — кимберлитовые, лампроитовые. Также считают, что камень образуется в результате столкновения с землей крупных метеоритов.

В России первый алмаз был найден в Пермской губернии в 1829 г. Нашел его крепостной Павел Попов, мальчик четырнадцати лет. Он промывал золото на Крестовоздвиженском золотом прииске и в лотке обнаружил драгоценный камень.

Затем мальчик привел на это место экспедицию немецкого ученого Александра Гумбольдта. За 28 лет здесь был найден 141 камень общей массой 60 карат.

В 1897 г камень обнаружили возле сибирского городка Енисейска, тоже при промывании золотоносного песка. Размер его был очень маленький, поэтому финансы на дальнейшую разработку месторождения не выделили.

Основные алмазные месторождения находятся в:

  • Африке;
  • России;
  • Австралии;
  • Канаде.

Так как добыча началась задолго до исследований кристалла, природные сокровищницы значительно истощились. Это отражается и на цене, и на качестве добываемого материала. Однако бразильские и южно-африканские залежи, открытые только полтора века назад, продолжают одаривать человечество редкими, но очень изящными самоцветами. Происхождение каждого камня влияет на его физико-химические свойства, а так же на его цену и внешний вид.

А. встре­ча­ет­ся в ким­бер­ли­тах, лам­прои­тах, в «род­ст­вен­ных» им маг­ма­тич. по­ро­дах (не­ко­то­рых ти­пах лам­про­фи­ров, пик­ри­тах, пе­ри­до­ти­тах), а так­же в разл. рос­сы­пях. А., рез­ко от­лич­ные от вы­ше­ука­зан­ных ти­пов (кар­бо­на­до, кар­бо­на­до с лон­сдей­ли­том), на­хо­дят ино­гда в им­пак­ти­тах, вы­пол­няю­щих ас­т­роб­ле­мы, в ме­та­мор­фич. по­ро­дах, а так­же в ме­тео­ри­тах. По во­про­сам про­ис­хо­ж­де­ния А. нет еди­но­го мне­ния. Про­ис­хож­де­ние А. ким­бер­лит-лам­прои­то­во­го ти­па б. ч. учё­ных свя­зы­ва­ет с верх­ней ман­ти­ей Зем­ли, с глу­би­на­ми св. 150 км, где он кри­стал­ли­зу­ет­ся в глу­бин­ных маг­матич. ульт­ра­ос­нов­ных (пе­ри­до­ти­ты) и ос­нов­ных (эк­ло­ги­ты) по­ро­дах и на­ходит­ся там при чрез­вы­чай­но вы­со­ких дав­ле­ни­ях (40–65, до 1,05·107 кПа) и темп-рах ок. 1150–1350 °С. Боль­шинст­во ис­сле­до­ва­те­лей при­зна­ёт, что ким­бер­ли­то­вая или лам­прои­то­вая маг­ма (за­пол­няю­щая ди­ат­ре­мы), ра­нее счи­тав­шая­ся мн. ис­сле­до­ва­те­ля­ми сре­дой фор­ми­ро­ва­ния А., вы­пол­ня­ет в этом про­цес­се роль транс­пор­тё­ра. В за­ви­си­мо­сти от её свойств (темп-ры, ско­ро­сти подъ­ё­ма маг­ма­тич. ко­лон­ны, со­дер­жа­ния разл. хи­мич. эле­мен­тов, осо­бен­но ще­лоч­ных) она мо­жет как дос­та­точ­но хо­ро­шо кон­сер­ви­ро­вать А., так и быть по от­но­ше­нию к не­му край­не аг­рес­сив­ной – вплоть до пол­но­го его рас­тво­ре­ния и/или пре­об­ра­зо­вания в гра­фит. Гене­зис А. в ме­тамор­фич. по­ро­дах б. ч. ис­сле­до­ва­те­лей объ­яс­ня­ет фор­ми­ро­ва­ни­ем их при низ­ких тем­пе­ра­ту­рах и дав­ле­ни­ях в верх­них го­ри­зон­тах зем­ной ко­ры од­но­времен­но с об­ра­зо­ва­ни­ем вме­щаю­щих по­род. По аль­тер­на­тив­ной точ­ке зре­ния, эти А. изна­чаль­но свя­за­ны с ман­тий­ной ал­ма­зонос­ной ульт­ра­ос­нов­ной по­ро­дой, вне­дрив­шей­ся в верх­ние го­ри­зон­ты ко­ры, за­тем там пре­об­ра­зо­ван­ной (поч­ти пол­но­стью из­ме­нив­шей свой хи­мич. и ми­нер. со­став) в ре­зуль­та­те воз­дей­ст­вия ме­та­со­ма­тич. про­цес­сов. Об­ра­зо­вание по­ли­кри­стал­лич. А. (кар­бо­на­до, кар­бо­на­до с лон­сдей­ли­том), со­дер­жа­щих­ся в им­пак­ти­тах ас­т­роб­лем, объ­яс­ня­ют пе­ре­кри­стал­ли­за­ци­ей гра­фи­та древ­них ме­та­мор­фич. гра­фит­со­дер­жа­щих по­род в ре­зуль­та­те т. н. шок-ме­та­мор­физ­ма удар­ной (вне­дре­ние круп­но­го ме­тео­ри­та) или взрыв­ной при­ро­ды (эн­до­ген­ная взрыв­ная струк­ту­ра).

Применение алмаза в ювелирном деле

Применение алмаза в медицине

Структура алмаза, высокая прочность и неотразимый внешний вид — все это позволяет камню быть востребованным во многих промышленных областях.

  • Драгоценные камни украшают и девушек, и мужчин, дополняя образы роскошным блеском и радужными переливами.
  • Показатель твердости, который значительно выше, чем у многих других драгоценных камней, определил применение алмазов для создания ножей, свёрл, кинжалов и других острых предметов.
  • Алмазы часто используются для изготовления отдельных частей приборов для научно-исследовательских центров по всему миру.

Для изготовления драгоценных изделий используют не все виды алмазов. Камень должен иметь как можно меньше микротрещин и не быть мутным. Также обращают внимание на присутствие оттенков. Качественный материал тот, у которого не наблюдается серый цвет.

Для придания камню невероятного блеска его изначально обрабатывают. Шлифуют поверхность с помощью такого же алмаза. Только подобным образом получают желаемый результат. Данная техника обработки материала была открыта в Индии одним ювелиром. С того времени ее используют во всем мире.

Что касается распилки, то ранее делали это с помощью стальной проволоки. Результат был хорошим, но для того чтобы разделить камень на части, требовалось много времени. Поэтому со временем распилку начали проводить бронзовой фрезой. В ее состав входит эмульсия и алмазная пыль.

Широкое применение алмазы получили благодаря невероятной прочности. Детали, которые покрыты крошкой, имеют длительный период эксплуатации. К преимуществам относят также небольшой шум во время работы, высокую скорость выполнения заданий и невероятную точность распила. После себя камень не оставляет трещин, сколов и других деформаций на поверхности.

В нынешнее время используют алмазные инструменты для сверления бетона. При обработке такой поверхности не появляется пыль, и отсутствует вибрация.

Зачастую сверла с алмазной крошкой применяют для:

  • создания отверстий водоснабжения;
  • установки кондиционеров;
  • взятия проб из скальных пород.

Также данный драгоценный материал нашел применение в космической сфере. Алмазом покрывают различные приборы, чтобы они приобрели высокую прочность и прослужили как можно дольше.

Телекоммуникации

Применение алмаза в строительстве

Данный вид кристалла помогает проводить через один кабель несколько линий связи разной частоты. Он не поддается резким перепадам температуры и не реагирует на скачки напряжения. Камень также используют в фотоэлементах и деталях для оптических приборов.

Для того чтобы получить желаемый результат, достаточно использовать частицу камня, которая будет незаметна даже человеческому глазу.

Медицина

В данной области алмаз является незаменимой вещью. Хирургические скальпели обрабатываются подобным камнем. Благодаря ему, острые лезвия дают тонкие разрезы, что важно в медицине.

Последняя разработка ученых – медицинский лазер. Основная составляющая его – именно алмаз, который выступает в виде проводника.

В этой сфере алмаз используется для создания ядерных излучений. При заряжении частицы в камне образуется вспышка, от которой появляется импульс тока. Подобную реакцию не вызывает какой-либо другой самоцвет.

Так как алмаз, по сравнению с другими камнями и материалами, не поддается воздействию различных кислот, его используют как защитный элемент. Все детали, которые созданы на основе алмаза, не дают погрешностей и работают надлежащим образом многие годы.

Алмаз применяется во многих отраслях, и все это благодаря высоким показателям самоцвета. При верном использовании даже малая частичка даст желаемый результат. Главное – соблюдать определенные правила обработки самоцвета и его применения в разных промышленных сферах.

Физические свойства

Месторождения камня

Про­яв­ле­ния А. из­вест­ны в 43 стра­нах, пром. ме­сто­ро­ж­де­ния вы­яв­ле­ны в 26. Об­щие за­па­сы А., ус­та­нов­лен­ные в 25 стра­нах (без Рос­сии), со­став­ля­ют 991 млн. кар (табл. 2), в т. ч. в Аф­ри­ке (54,5%), Ав­ст­ра­лии (9,6%), Юж. и Сев. Аме­ри­ке (34,8), Азии (0,6%). Наи­бо­лее круп­ные за­па­сы А. (за­ру­беж­ные) со­сре­до­то­че­ны в Юж­но-Аф­ри­кан­ской, Цент­раль­но­аф­ри­кан­ской, Ка­над­ской, За­пад­но-Аф­ри­кан­ской, За­пад­но-Ав­стра­лий­ской и Юж­но-Аме­ри­кан­ской ал­ма­зо­нос­ных про­вин­ци­ях. Ок. 85% из­вест­ных за­па­сов А. со­сре­до­то­че­но в ко­рен­ных ме­сто­ро­ж­де­ни­ях, ос­таль­ные – в рос­сы­пях. Ко­рен­ные ме­сто­ро­ж­де­ния вы­яв­ле­ны: в маг­ма­тич. по­ро­дах – ким­бер­ли­тах (в труб­ках, дай­ках, сил­лах; напр., Бот­сва­на, Рос­сия, ЮАР, Ка­на­да, Ан­го­ла, Сьер­ра-Ле­о­не); лам­прои­тах (труб­ках, дай­ках; Ав­ст­ра­лия, Ин­дия), в их древ­них ме­та­мор­фи­зо­ван­ных раз­но­вид­но­стях – «фил­ли­тах» и таль­ко­вых слан­цах (Бра­зи­лия, Га­на, Гай­а­на); им­пак­ти­тах (По­пи­гай­ская ас­т­роб­ле­ма, Якутия, Рос­сия); ме­та­мор­фич. по­ро­дах – эк­ло­ги­тах, кар­бо­нат­ных ме­та­со­ма­ти­тах, гней­сах (Ка­зах­стан). Пром. ме­сто­ро­ж­де­ния А. в ко­рен­ных по­ро­дах по­ка из­вест­ны толь­ко в ким­бер­ли­тах (поч­ти все) и оли­ви­но­вых лам­прои­тах (круп­ней­шее в ми­ре по за­па­сам ме­сто­ро­ж­де­ние Ар­гайл, Ав­ст­ра­лия). Един­ст­вен­ное ме­та­мор­фо­ген­ное ме­сто­ро­ж­де­ние А. – Кум­ды­коль­ское (Ка­зах­стан) и шок-ме­та­мор­фич. ме­сто­ро­ж­де­ния в По­пи­гай­ской ас­троб­ле­ме (наи­бо­лее круп­ные – Скаль­ное и Удар­ное зна­чи­тель­но пре­вос­хо­дят по за­па­сам из­вест­ные ме­сто­рож­де­ния тра­ди­ци­он­ных ге­не­тич. ти­пов) по­ка не пред­став­ля­ют пром. ин­те­ре­са, т. к. со­дер­жат мел­кие и труд­но­из­вле­кае­мые А. спе­ци­фич. мор­фо­ло­гии и струк­ту­ры. В ми­ре вы­яв­ле­но св. 6500 ким­бер­ли­то­вых тел, но про­мыш­лен­но ал­ма­зонос­ны из них неск. де­сят­ков. Со­держа­ние А. в ко­рен­ных ме­сто­ро­ж­де­ни­ях ко­леб­лет­ся в ши­ро­ких пре­де­лах от 0,1–7 кар/т (ред­ко боль­ше). В боль­шин­ст­ве ко­рен­ных ме­сто­ро­ж­де­ний наи­бо­лее цен­ные юве­лир­ные раз­но­вид­но­сти А. по чис­лу кри­стал­лов со­став­ля­ют 5–15%, по мас­се 40–70% и по стои­мо­сти 97,5–98%. По со­дер­жа­нию А. круп­ней­шей яв­ля­ет­ся уни­каль­ная якут. труб­ка «Ин­тер­на­цио­наль­ная» (до 17 кар/т), по стои­мо­сти 1 т ру­ды – якут. труб­ка «Име­ни XXIII парт­съез­да» – до 700 долл./т, по об­щей стои­мо­сти до­бы­тых А. – ме­сто­ро­ж­де­ние Джва­ненг (Бот­сва­на). Наи­бо­лее круп­ные пром. ко­рен­ные ме­сто­ро­ж­де­ния А. рас­по­ло­же­ны в Бот­сва­не, Рос­сии (Яку­тия, Ар­хан­гель­ская обл.), ЮАР, Ав­ст­ра­лии, Ка­на­де, Ан­го­ле, Де­мо­кра­тич. Рес­пуб­ли­ке Кон­го.

Предлагаем ознакомиться  Серебро за грамм в рублях ломбард

Таблица 2. Наиболее крупные ресурсы и запасы природных алмазов, в т. ч. ювелирных по странам и суммарные мировые (без России; оценка к нач. 2004), млн. кар

Страна Ресурсы природных алмазов Общие  запасы  природных  алмазов Запасы  ювелирных  алмазов
Азия
Индия 10 1 1
Китай 35 5 2
Ангола 730 92 80
Ботсвана 950 185 140
Гана 15 5 2
Гвинея 30 1 0,8
Африка
Демократия.  Республика  Конго 350 65 6
Зимбабве 50 35 20
Лесото 30 8 4
Намибия 930 10 9,5
Сьерра-Леоне 50 12 8
ЦАР 22 2 1,5
ЮАР 450 125 55
Америка
Бразилия 40 3 2,5
Венесуэла 90 67 30
Канада 800 275 64
Австралия
Австралия 500 95 28
Прочие страны 118 5 4
Всего в мире 5200 991 458,3

Рос­сып­ные ме­сто­ро­ж­де­ния свя­за­ны с ал­лю­ви­аль­ны­ми об­ра­зо­ва­ния­ми ру­сел, пойм, тер­рас со­вре­мен­ных и древ­них реч­ных до­лин, а так­же мор­ских на­зем­ных и под­вод­ных тер­рас и па­лео­до­лин рек. Пром. зна­че­ние име­ют так­же элю­ви­аль­ные, де­лю­ви­аль­ные и кар­сто­вые рос­сы­пи. Со­дер­жа­ние А. в рос­сы­пях 0,001–5 кар/м3 (ино­гда дос­ти­га­ет де­сят­ков ка­рат на м3). Ка­че­ст­во (а так­же раз­мер и со­от­вет­ст­вен­но це­на) ал­мазов в рос­сы­пях су­ще­ст­вен­но вы­ше, чем в ко­рен­ных ме­сто­ро­ж­де­ни­ях: в не­ко­торых рос­сы­пях ЮАР она пре­вы­ша­ет 1200 долл./кар, в якут­ских – ок. 60–80, в ураль­ских – до 350 долл./кар. Круп­ней­шие рос­сып­ные ме­сто­ро­ж­де­ния вы­яв­ле­ны в Де­мо­кра­тич. Рес­пуб­ли­ке Конго, На­ми­бии, ЮАР, Ан­го­ле, Га­не, Бра­зи­лии и др. Осн. за­па­сы юве­лир­но­го сы­рья со­сре­до­то­че­ны в Бот­сва­не, Рос­сии, Ан­го­ле, Ка­на­де, ЮАР, Ве­не­суэ­ле, Ав­стра­лии; тех­нич. А. – в Ка­на­де, Рос­сии, ЮАР, Ав­стра­лии, Де­мо­кра­тич. Рес­пуб­ли­ке Кон­го, Бот­сва­не, Ве­не­суэ­ле.

Рос­сия за­ни­ма­ет ве­ду­щее ме­сто в ми­ре как по раз­ве­дан­ным за­па­сам А., так и по про­гноз­ным ре­сур­сам. Раз­ве­дан­ные за­па­сы со­сре­до­то­че­ны в ко­рен­ных ме­сто­ро­ж­де­ни­ях (94,6%, ким­бер­ли­ты) и рос­сы­пях (5,4%). Пер­вые А. в стра­не бы­ли об­на­ру­же­ны в Ураль­ской ал­ма­зо­нос­ной про­вин­ции в 1829 в зо­ло­тонос­ных ал­лю­ви­аль­ных рос­сы­пях на Ср. Ура­ле (в бас­сей­не р. Кой­ва). Рос­сы­пи Ура­ла ха­рак­те­ри­зу­ют­ся вы­со­ким вы­ходом юве­лир­ных кам­ней (ср. мас­са 0,15–1,0 кар), од­на­ко их за­па­сы ог­ра­ни­че­ны (ок. 0,1% об­ще­рос­сий­ских); ко­рен­ные ис­точ­ни­ки по­ка не об­на­ру­же­ны. Осн. часть ме­сто­ро­ж­де­ний на­хо­дит­ся в Якут­ской ал­ма­зо­нос­ной про­вин­ции и Ар­хан­гель­ском ал­ма­зо­нос­ном рай­оне. В 1970-е гг. вы­яв­ле­на вы­со­кая ал­ма­зо­нос­ность им­пак­ти­тов По­пи­гай­ской ас­т­роб­ле­мы, ко­торая свя­за­на с про­дук­та­ми пе­ре­плав­ле­ния по­род «ми­ше­ни» (та­га­ми­ты) или их взрыв­но­го раз­ру­ше­ния (зю­ви­ты). В боль­шин­ст­ве слу­ча­ев ал­ма­зо­нос­ные те­ла та­га­ми­тов и зю­ви­тов име­ют пла­сто­об­раз­ную фор­му, суб­го­ри­зон­таль­ное за­ле­га­ние и ха­рак­те­ри­зу­ют­ся ус­той­чи­вым со­дер­жа­ни­ем А. по про­сти­ра­нию и на глу­би­ну. А. из­ред­ка на­хо­дят в Кар­ской, Пу­чеж-Ка­тунь­ской и др. ас­т­роб­ле­мах Рос­сии.

Искусственные аналоги алмазов

Благодаря исследованиям удалось открыть метод синтеза агломерата, благодаря которому удается создать камни, идентичные по структуре алмазам природным. Синтетические экземпляры — фианиты — по своим характеристикам приближены к настоящим кристаллам. Создание синтетических бриллиантов — вынужденная мера, так как существующих запасов в месторождениях недостаточно, чтобы обеспечить все сферы промышленности большим количеством камней. Несмотря на старания ученых, существуют незначительные различия во внешнем виде и строении алмазов и фианитов.

Природные и синтетические бриллианты очень похожи, но не идентичны.

Использование природных алмазов

В производстве используют алмазы не все. Качественный материал имеет высокую цену, поэтому применять в больших масштабах нерационально. В производстве чаще всего используют искусственные алмазы.

Несмотря на преимущества, алмаз – довольно хрупкий камень.

Их добывают несколькими способами:

  1. Из пара. Для это используют метод химического осаждения.
  2. С помощью высокого давления и максимальных температур.
  3. Подрывается вещество, в составе которого большое количество углерода.

Те камни, которые не прошли огранку, относят к техническим алмазам. Они также используются для изготовления инструментов.

Из алмазов делают:

  • сверла;
  • шлифовальные инструменты;
  • ножницы;
  • фрезы;
  • стеклорезы.

Благодаря таким деталям, происходит качественная обточка металла. Также крошкой покрывают буры для сверления нефтяных скважин.

На ми­ро­вом рын­ке раз­ли­ча­ют 3 ви­да А.: юве­лир­ные (про­зрач­ные мо­но­кри­стал­лы со­вер­шен­ной фор­мы, мас­сой в осн. не ме­нее 0,05 кар, с не­боль­шим ко­личест­вом вклю­че­ний и др. де­фек­тов), субъ­ю­ве­лир­ные (с нес­коль­ко бо́льшим ко­ли­че­ст­вом де­фек­тов) и тех­ни­че­ские. Юве­лир­ные и субъ­ю­ве­лир­ные А., ог­ранён­ные спе­ци­аль­ной брил­ли­ан­то­вой ог­ран­кой, на­зы­ва­ют­ся брил­ли­ан­та­ми, ос­таль­ные ис­поль­зу­ют в тех­нич. це­лях. Не­ко­то­рое ко­ли­че­ст­во А. юве­лир­но­го ка­че­ст­ва так­же ис­поль­зу­ют в тех­нич. це­лях, в осн. в об­лас­ти элек­тро­ни­ки и др. вы­со­ко­тех­но­ло­гич­ных про­из-вах (при со­от­но­ше­нии це­ны сы­рья к це­не из­го­тов­лен­но­го на его ос­но­ве при­бо­ра не бо­лее чем 1:100), но их до­ля в свя­зи с вы­со­кой стои­мо­стью не­ве­ли­ка.

Синтетические алмазы

Син­те­ти­че­ские ал­ма­зы по­лу­ча­ют из гра­фи­та и уг­ле­род­со­дер­жа­щих ве­ществ на­чи­ная с сер. 1950-х гг. Су­ще­ст­ву­ют три осн. ме­то­да син­те­за А. При вы­со­ких дав­ле­ни­ях (вы­ше 4 ГПа) и вы­со­ких темп-рах (вы­ше 1100 °С) по­лу­ча­ют ал­маз­ные по­рош­ки и круп­ные (мас­сой бо­лее 1 кар) мо­но- и по­ли­кри­стал­лы. При низ­ком дав­ле­нии хи­мич. оса­ж­де­нием А. из га­зо­вой фа­зы уг­ле­во­до­ро­дов (в осн. СН4) на под­лож­ку по­лу­ча­ют мо­но- и по­ли­кри­стал­лич. ал­маз­ные плён­ки диа­мет­ром до 100 мм и тол­щи­ной до 1 мм. При взры­ве уг­ле­род­со­дер­жа­щих ве­ществ (ме­тод ди­на­ми­че­ско­го син­те­за) при сверх­вы­со­ких дав­ле­ни­ях и темп-рах по­лу­ча­ют ульт­ра­дис­перс­ные ал­маз­ные по­рош­ки – на­но­ал­ма­зы с раз­ме­ром час­тиц 5–8 нм и удель­ной по­верх­но­стью 250–350 см2/г.

Син­те­тич. А. при­ме­ня­ют­ся гл. обр. в ре­жу­щих и шли­фо­валь­ных ин­ст­ру­мен­тах, а так­же в по­лу­про­вод­ни­ко­вой элек­тро­ни­ке и пре­ци­зи­он­ном при­бо­ро­строе­нии; круп­ные мо­но­кри­стал­лы вы­со­ко­го ка­че­ст­ва ис­поль­зу­ют­ся для из­готов­ле­ния юве­лир­ных из­де­лий.

Применение самоцветов в промышленности

Алмазная промышленность ох­ва­ты­ва­ет по­иск, раз­вед­ку, до­бы­чу и об­ра­бот­ку при­род­ных А., а так­же про­из-во син­те­тич. ал­ма­зов.

До­бы­ча А. – од­на из ста­рей­ших от­рас­лей. До 18 в. единств. ис­точ­ни­ком А. бы­ла Ин­дия. В нач. 18 в. А. об­на­ру­жи­ли в Бра­зи­лии, к ней пе­ре­шла мо­но­полия в снаб­же­нии сырь­ём бы­ст­ро­раз­виваю­щих­ся гра­ниль­ных цен­тров в Ам­стер­да­ме и Ан­твер­пе­не.

Как са­мо­сто­ятельная от­расль ал­маз­ная пром-сть сфор­ми­ро­ва­лась в Юж. Аф­ри­ке по­сле от­кры­тия здесь в 1866 ко­рен­ных ме­сто­ро­ж­де­ний А. В Рос­сии пром. до­бы­ча А. на­ча­та с 1955 по­сле от­кры­тия в Яку­тии ал­ма­зо­нос­ных ме­сто­ро­ж­де­ний.

А. до­бы­ва­ют­ся в 24 стра­нах, ос­нов­ны­ми из ко­то­рых яв­ля­ют­ся Рос­сия (ве­дущее место по объёму добычи, 2002), Ав­ст­ра­лия, Бот­сва­на, Демократич. Респ. Конго, ЮАР, Ан­го­ла, Канада. На них при­хо­дит­ся ок. 95% А. об­ще­ми­ро­вой до­бы­чи. О круп­ней­ших руд­ни­ках ми­ра см. в табл. 3. Об­ще­при­ня­той ха­рак­те­ри­сти­кой ми­ро­вой до­бы­чи А. яв­ля­ет­ся её ср.-го­до­вой уро­вень.

Таблица 3. Крупнейшие алмазодобывающие предприятия мира (2001)

Предприятие Страна Добыча, доля в мире, % Цена алмазов, долл./кар Общая стоимость добычи, млн. долл. Доля  по стоимости  в мире, %
Джваненг Ботсвана 10,4 110 1357,3 17,2
Трубка «Удачная» Россия 9,7 85 977,5 12,4
Орапа Ботсвана 11,0 50 652,8 8,2
Экати Канада 3,1 144 530,6 6,7
Венишия ЮАР 4,2 85 423,0 5,3
Трубка «Юбилейная» Россия 4,6 65 357,5 4,5
Аргайл Австралия 21,9 11 286,0 3,6
Интер Россия 2,5 90 270,0 3,4
Летлхакане Ботсвана 0,8 180 183,7 2,3
Катока Ангола 2,2 65 175,0 2,2
Финш ЮАР 2,1 70 172,5 2,1
Премьер ЮАР 1,3 75 122,7 1,5

На про­из-во брил­ли­ан­тов идёт не бо­лее 40% до­бы­вае­мых А. (по мас­се). При этом на го­то­вый брил­ли­ант при­хо­дит­ся ме­нее по­ло­ви­ны мас­сы ис­ход­но­го кри­стал­ла (ос­таль­ное пре­вра­ща­ет­ся в пыль). Круп­ней­шие в ми­ре цент­ры ог­ран­ки рас­по­ло­же­ны в Бель­гии (Брюс­сель), США (Нью-Йорк), Ин­дии (Су­рат), Из­раи­ле (Ра­мат-Ган).

Всю ми­ро­вую до­бы­чу А. со­сре­до­то­чи­ли неск. круп­ных ком­па­ний. В ка­ж­дой стра­не – про­из­во­ди­те­ле А. есть од­на до­ми­ни­рую­щая ал­ма­зо­до­бы­ваю­щая ком­па­ния. Все ком­па­нии кон­тро­ли­ру­ют­ся круп­ны­ми транс­на­цио­наль­ны­ми кор­по­ра­ция­ми – «Де Бирс», «Рио-Тин­то», «Би-Эйч-Пи». В Рос­сии прак­ти­че­ски вся до­бы­ча А. про­из­во­дит­ся ак­цио­нер­ной ком­па­ни­ей (АК) АЛРОСА. Особ­ня­ком сто­ит кон­го­лез­ская ком­па­ния МИБА, на­хо­дя­щая­ся под кон­тро­лем фран­ко-бель­гий­ско­го ка­пи­та­ла.

Ры­нок А. вы­со­ко­мо­но­по­ли­зи­рован. Он кон­тро­ли­ру­ет­ся «Де Бирс», со­сре­до­то­чив­шей до­бы­чу (св. 30% ежегодной ми­ровой добычи) в ЮАР, Бот­сва­не, На­ми­бии, имею­щей дол­го­сроч­ные со­гла­ше­ния с осн. круп­ны­ми про­ду­цен­тами А. на за­куп­ку у них всех или б. ч. до­бы­вае­мых А. Кро­ме то­го, зна­чи­тель­ные объ­ё­мы А., по­став­ляе­мые на сво­бод­ный ры­нок, ску­па­ют­ся «Де Бирс» и во­вле­ка­ют­ся т. о. в обо­рот мо­но­поль­но­го рын­ка. Про­да­жа А. и скуп­ка их на сво­бод­ном рын­ке осу­ще­ст­в­ля­ют­ся «Де Бирс» че­рез Цен­траль­ную сбы­то­вую ор­га­ни­за­цию (ЦСО). «Де Бирс» соз­да­ла в 1930-х гг. од­но­ка­наль­ную сис­те­му сбы­та, че­рез ко­то­рую до сих пор реа­ли­зу­ет­ся по­дав­ляю­щий объ­ём до­бы­вае­мых в ми­ре А. Кро­ме то­го, она соз­да­ла сис­те­му дол­го­сроч­ных со­гла­ше­ний о мар­ке­тин­ге А., за­клю­чён­ных с круп­ны­ми про­из­во­ди­те­ля­ми. На ру­бе­же 20 и 21 вв. кор­по­ра­ция кон­тро­ли­ро­ва­ла до 70% фи­зич. объ­ё­ма А., реа­ли­зуе­мых на ми­ро­вом рын­ке. Уни­каль­ное по­ло­же­ние «Де Бирс» на рын­ке А. во мно­гом оп­ре­де­ли­ло его совр. струк­ту­ру и осн. ме­ха­низ­мы ре­гу­ли­ро­ва­ния.

Син­те­тич. А. впер­вые по­лу­че­ны в Шве­ции в 1953. На­ча­ло их пром. про­из-ва да­тиру­ет­ся 1957 («Дже­не­рал элек­трик»). В 1959 оно со­став­ля­ло уже 1 млн. кар, а к нач. 1970-х гг. пре­вы­си­ло объ­ём по­треб­ле­ния при­род­ных тех­нич. А. В СССР пром. про­из-во син­те­тич. А. на­ча­лось в 1963–64 и к кон. 1960-х гг. со­став­ля­ло уже неск. млн. ка­рат. В нач. 21 в. ми­ро­вое про­из-во син­те­тич. А. со­ста­ви­ло 600 млн. кар в год, осн. стра­ны-про­из­во­ди­те­ли – Рос­сия, США, Ве­ли­ко­бри­та­ния, Ки­тай, Ук­раи­на и Япо­ния. Ок. 70% син­те­тич. А. в ми­ре про­из­во­дят «Дже­не­рал элек­трик» и «Де Бирс». Сред­няя це­на 1 кар син­те­тич. А. в 10–15 раз ни­же, чем про­из­вод­ст­вен­но-тех­ни­че­ских.

Ал­маз­ная пром-сть вхо­дит в со­став ал­маз­но-брил­ли­ан­то­во­го ком­плек­са (АБК), вклю­чаю­ще­го хо­зяй­ст­вую­щие субъ­ек­ты ал­маз­ной, гра­ниль­ной и юве­лир­ной от­рас­лей, а так­же хо­зяй­ст­вую­щие субъ­ек­ты пром-сти, про­из­во­дя­щей син­те­тич. А. АБК РФ еже­год­но про­из­во­дит то­вар­ной про­дук­ции бо­лее чем на 2,3 млрд. долл. (ок. 0,9% об­ще­го объ­ё­ма пром. про­дукции стра­ны). Экс­порт­ный по­тен­ци­ал АБК – ок. 1,5 млрд. долл., в ком­плек­се за­ня­то св. 50 тыс. че­ло­век.

В Рос­сии св. 200 пред­при­ятий за­ня­ты ог­ран­кой при­род­ных А. юве­лир­но­го ка­че­ст­ва. Ли­ди­рую­щие по­зи­ции за­ни­ма­ет пред­прия­тие «Кри­сталл» (45%). Со­во­куп­ный объ­ём про­из­во­ди­мых брил­ли­ан­тов по ба­лан­со­вой стои­мо­сти св. 1 млрд. долл. На внут­рен­ний ры­нок для про­из-ва юве­лир­ных из­де­лий по­сту­па­ет ок. 8% ог­ра­нён­ных кам­ней. Гра­ниль­ное про­из-во яв­ля­ет­ся экс­порт­но-ори­ен­ти­ро­ван­ным. На рын­ке дей­ст­ву­ют в осн. со­вме­ст­ные пред­при­ятия с уча­сти­ем иностр. ка­пи­та­ла, жё­ст­ко за­ви­ся­щие от иностр. кре­ди­то­ров. По­след­ние фор­ми­ру­ют у се­бя осн. до­бав­лен­ную стои­мость при экс­пор­те брил­ли­ан­тов.

АК АЛРОСА до­бы­ва­ет­ся 98% (по стои­мо­сти) рос. А., 2,0% – в Перм­ской обл. на «На­род­ном пред­при­ятии при­ис­ке “Ура­лал­маз”». В Ар­хан­гель­ской обл. ОАО «Се­ве­рал­маз» ве­дёт под­го­то­вит. ра­бо­ты по ос­вое­нию ме­сто­ро­ж­де­ния им. М. В. Ло­мо­но­со­ва.

С 1993 до­бы­ча А. в РФ в стои­мо­ст­ном вы­ра­же­нии уве­ли­чи­ва­лась в ср. на 5,9% в год и к нач. 21 в. пре­вы­си­ла 1,5 млрд. долл., что со­ста­ви­ло ок. 21% его ми­ро­во­го объ­ё­ма по стои­мо­сти.

Стоимость

  • размер и масса в каратах;
  • прозрачность;
  • цвет;
  • форма.

В среднем карат стоит 500-700 долларов. Стоимость его возрастает после обработки. Самый дорогой вид минерала — фиолетовый. Стоимость его доходит до миллиона долларов за один карат. Минерал считают самым дорогим камнем, но дороже алмаза могут быть рубины, сапфиры, изумруды — если они лучше по качеству.

В Амстердаме ювелирной компанией Coster Diamonds был создан Музей Алмазов. Он находится рядом с мастерской по огранке диамантов. Здесь собраны необычные вещи и произведения искусства, украшенные драгоценными камнями. Также посетителям предлагают посмотреть фильм о добыче и обработке диамантов.

В среднем, качественный бриллиант весом в один карат обойдется человеку в 7.500 — 9.000 рублей.

Применение алмаза для строительных инструментов

Многолетняя история бриллиантов делает их еще более привлекательными и интересными большому кругу людей. Внешняя привлекательность и множество полезных характеристик обеспечат минералам нескончаемую популярность среди и женщин, и мужчин.