История и происхождение минерала

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.

Откуда берутся алмазы

Для возникновения алмазных кристаллов необходимы условия:

  1. Глубина от 100 км.
  2. Температура не ниже 1100°С.
  3. Давление не менее 35 килобар.

Природные процессы создают виды месторождений:

  • Коренное. Наверх алмазы выносил поток магмы при извержении вулканов. Пузырьки газа в породе лопались, образуя трубки с темно-голубоватой породой внутри. Её назвали кимберлитом, а алмазоносные трубки кимберлитовыми – по месту первого обнаружения – южноафриканской провинции Кимберли.
  • Рассыпное. Тысячелетиями воздух разрушал трубки. Осадки и ручьи смывали с гор щебень, гальку, алмазы, создавая поля-россыпи.
  • Импактное. Появились на местах падения метеоритов.

По миру разбросаны тысячи трубок, но для промышленной разработки пригодны немногие. Редчайшие метеоритные алмазы оставляют для исследования учёным.

Месторождения камня

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.

Где образуются алмазы

Добыча алмазной руды изначально велась шлиховым опробованием — как золото. Песок разгребали лопатой и промывали водой в специальных лотках. Сейчас существует два способа добычи — шахтный и карьерный.

Предлагаем ознакомиться  Свадебные прически собранные сзади

Цена алмазов определяется несколькими показателями:

  • 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.

Технологический цикл

Добыча алмазов – проект, требующий финансовых инвестиций. Средства нужны на геологоразведку, технику, строительство обогатительного предприятия, оплату труда работников, подготовку залежей.

Технология работы предусматривает следующие этапы:

  • Геологоразведка. На неё уходят месяцы или годы. Когда драгоценные кристаллы обнаружены, проводятся расчёты, подтверждающие, что это солидное месторождение, а не единичные находки.
  • Покупка оборудования. Алмазы не добывают вручную, нужна техника для обустройства шахты, транспорт для перемещения породы.
  • Создание инфраструктуры. На месторождении задействованы люди, которым нужно где-то жить, питаться, лечиться. Часто рудник становится градообразующим предприятием.
  • Строительство фабрики. Реализация сырья невыгодна, поэтому сооружают обогатительное предприятие, на котором драгоценные камушки отделяют от породы, сортируют и отправляют на гранильное предприятие. Здесь материал обработают, огранят и отшлифуют.

Чем глубже залегает порода, тем солиднее капиталовложения. Для получения одного карата перерабатывают тонну шахтной породы. Россыпи щедрее – тонна породы даёт от трёх до пяти карат.

Обработка и огранка

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.

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.

Способы добычи

До XIX века алмазы добывали лопатой, разгребая речной песок и промывая породу на лотках. Сегодня процесс механизирован, способы добычи – шахтный и карьерный (открытый). На то, как добывают алмазы, влияет глубина залегания породы.

Карьер

Алмазы, сосредоточенные не глубже 600 м, добываются в карьерах. Бурят скважины, в которые закладывают взрывчатку. Взрывают, выброшенной породой загружают самосвалы, идущие на обогатительную фабрику.

Обычно карьер истощается на 550–600 метрах, но бывают уникумы, откуда породу выбирают с глубины до полутора километров. Среднезатратный вариант добычи.

Обустройство рудника сложно и дорого, поскольку там, где добывают алмазы, условия часто проблемны. На глубине нужно постоянно откачивать воду подземных источников, следить за воздухом. Как пример, организация работы на российском руднике «Интернациональный».

Профессия шахтёра трудна и опасна, поэтому внимание уделяется технике безопасности. Перед спуском в шахту работники прослушивают правила, смотрят видеоинструкцию. Каждый экипирован фонариком, каской и «спасателем» – при обрушении или другом ЧП он подаёт кислород для дыхания шесть часов.

Его нельзя снимать с шеи или оставлять от себя далее трёх метров. Работает вентиляция, поэтому дышится легко. Шахта на уровне почти километр под землёй, туда людей доставляет лифт. Под землёй ходит маршрутка до рудника.

Кимберлитовая порода дробится комбайном, подбирается бульдозером, идёт на транспортёр. Ею загружают вагонетки, идущие наверх, затем на обогатительный комбинат или фабрику. Специальная служба контролирует, сколько человек спустилось в шахту и сколько поднялось.

Россыпи

Алмазное богатство из россыпей веками добывалось вручную. Сегодня породу так же промывают большими ситами.

Почти все алмазные месторождения страны находятся на широте вечной мерзлоты, поэтому добыча дорогая, сложная. Но количество и качество извлекаемого материала оправдывают издержки.

Предлагаем ознакомиться  Натуральные камни: их магические и лечебные свойства, значение

История

Первые алмазы в Российской империи обнаружили в XVIII веке, но добывать начали позже. Планы промышленной разработки богатств Сибири сформировались на заре Советской власти, к 1930-м годам. Владимир Соболев доказал, что они похожи с алмазоносными рудниками Африки.

Исследовательские работы прервала война, поиски продолжились после победы. В 1949 году одна из экспедиций нашла в Якутии камушек-алмаз, спустя шесть лет открыли первую в Союзе кимберлитовую трубку. Её назвали «Мир», а построенный неподалёку таёжный город – Мирным.

Алмаз

К началу третьего тысячелетия Россия заняла вторую строку мирового рейтинга поставщиков алмазов. На пограничье Якутии и Красноярского края выявлены крупнейшие на планете залежи алмазов метеоритного происхождения.

«Мирное» царство

Алмазная столица России – город Мирный (запад Якутии). Начинался как палаточное поселение для рабочих, став через несколько лет крупным промышленным центром страны. Сегодня здесь живёт 35 тысяч человек, почти 30 тысяч заняты в алмазодобывающей отрасли. Место работы – карьер «Мир» – находится под городом.

Его 1,5-километровая глубина вмещает Останкинскую башню, протяжённость шахтной дороги – восемь километров. Открытая разработка завершена, сегодня добываемые алмазы – из подземного рудника. Оставшаяся гигантская воронка стала «визиткой» города, видной из космоса.

Алмазная территория

Якутия – главный алмазоносный регион страны (более 90% добычи). Богатейшие коренные залежи сосредоточены на юге. Север региона беден, зато имеет крупные рассыпные источники. Тонна руды даёт до 8,51 карат алмазов, что больше, чем у Австралии.

Выдающиеся российские трубки-карьеры:

  • «Мир» – легендарный первенец, крупнейший в мире;
  • «Юбилейный» – самый габаритный, 1280х740 м;
  • «Удачный» – потенциально богатейший, ресурс до 120 млн. карат;
  • «Ботоубинская» – ресурс до 70 млн. карат;
  • Месторождение им. В.Гриба в Архангельской области – ресурс до 100 млн. карат.

Алмаз

Алмазодобывающие шахты работают бесперебойно, только День шахтёра и Новый год выходные.

По данным Пробирной палаты России, в 2014 году добыто около 38 млн. карат сырья, из которых более 35 млн. экспортировано. Почти все закупили Бельгия и Индия.

Алмазные залежи – гордость, национальное достояние и источник пополнения государственной казны примерно двух десятков стран мира. Россия уверенно лидирует в этом списке, снабжая сырьём высокого качества мировые ювелирные центры. Возможно, когда-нибудь экспортироваться будут только обработанные камни. У страны для этого есть все условия.

Как отличить алмаз от подделки в домашних условиях

Определить подлинность алмаза можно с помощью нескольких приемов:

  • провести камнем по стеклу с нажимом — после настоящего алмаза останется глубокая царапина;
  • смазать поверхность камня жиром — на настоящем останется широкая полоса, а на подделке образуются капельки;
  • посветить на него ультрафиолетовым фонариком — настоящий начнет переливаться разными цветами;
  • направить на камень луч света — он пройдет в неизмененном виде.

Достоверное определение подлинности проводят с помощью сложных химических реакций в специальных лабораториях. Наиболее похож на алмаз искусственно выращенный камень — фианит (см. отличия фианита от алмаза).

Методы извлечения алмазов из руды

Добытая порода далека от бриллиантов, это даже не алмазы. Драгоценные камушки выделяют разными способами.

  • Суспензия. Породу погружают в высокоплотную жидкость. Камни тонут, алмазы всплывают.
  • Жир. Поверхность, на которую заливают породу с водой, смазывают жиром. Алмазы прилипают, руда уносится водой.
  • Рентген. Совершённый, но небезопасный вариант. Кристаллы, заключённые в породе, под лучами отсвечивают.
  • Магнит. Отделяет не способные намагничиваться алмазы от руды.
  • Электросепарация. Руду пропускают сквозь поток электричества. В соответствии с коэффициентом электропроводности, она распределяется по фракциям – каждый минерал попадает на «свою» дорожку.

Способ определяется составом породы, уровнем оснащённости и масштабности предприятия.

Свойства и применение алмазов

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.

Предлагаем ознакомиться  Известняк - это... Что такое Известняк?

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.

машина в шахте

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.

Мировые поставщики алмазов

Алмазоносная руда есть во всем мире. Пионером и многовековым монополистом была Индия. Здесь камни нашли задолго до нашей эры, запасов рудников хватало на века. Отсюда родом почти все легендарные бриллианты.

Сегодня в мире несколько главных регионов с промышленными масштабами добычи. Мировой топ рейтинга (%):

  • Россия – 22;
  • Австралия – 20;
  • Ботсвана – 19;
  • Конго – 17;
  • Канада – 10.

Ареалы залегания камня – Полярный круг, пустыня Сахара, Латинская Америка, Дальний Восток.

Россия

Богатейшие залежи сосредоточены в Якутии (Республике Саха), Архангельской области и Пермском крае. По ценности камней страна уступает лишь Ботсване. Но сырье в России лучше – 95% добываемых минералов классифицируются как ювелирные.

Африка

Более половины камней мира добывается в Африке, на юге континента – Ботсвана, Конго, ЮАР. Климатические и геологические условия сделали местное сырье самым дешёвым на планете.

  • Ботсвана – источник наиболее ценных африканских кристаллов, где месторождения эксплуатируются с 1970-х годов. Добывается до 24,6 млн. карат ежегодно – пятая часть континентального продукта.
  • Крупнейшие бриллианты мира родом из ЮАР. Страна не покидает топ-шестёрку поставщиков алмазов – до 7,4 млн. карат ежегодно.
  • Полным ходом подключается Намибия.
  • Алмазоносные регионы юга теснят новые потенциальные лидеры из центра континента.

карьер

Добывающие страны Африки плотно опекаются транснациональными корпорациями. Только в Анголе (четвёртая строка мирового рейтинга добычи) их почти два десятка.

Австралия

Страна-континент славится высочайшей концентрацией алмазов в кимберлитовых трубках. Из тонны руды извлекают до семи карат (средний мировой уровень – один карат), поэтому стоимость местных алмазов невысока.

Источник камней в Австралии – область Кимберли. Знаменательным на шахте Аргиль стал 1998 год – извлечённые 44 млн. карат вывели рудник в мировые лидеры по объёмам добычи. Только здесь и в Бразилии находят красные камни, которые, став бриллиантами, попадают на элитные аукционы.

Канада

Самый молодой поставщик. Минералы-спутники кимберлитовых трубок обнаружены на севере страны в 1980-х годах. Через полтора десятка лет начата добыча (рудник Лак де Грас).

https://www.youtube.com/watch?v=lwiKjTxdMwk

Качественные крупные – не менее 0,31 карата камни дают месторождения Диавик и Экати, занимающие шестую и седьмую строчки мировой табели алмазной добычи. Страна поставляет 12 млн. карат ежегодно.