Что нам известно об алмазах?

Все знают, что крупный алмаз стоит больших денег. Почти все — что это самое твердое природное вещество. А мы знаем кое-что еще и с удовольствием поделимся этими знаниями.

Неограненные алмазы
1. Алмазы образуются в земной мантии на глубинах порядка пары сотен километров. Там огромное давление и очень высокая температура. Если до той же температуры нагреть алмаз на поверхности, то он сгорит. Ведь это совершенно такой-же углерод, как и в печке, просто атомы расположены по-другому. А в земной мантии свободного кислорода нет, именно поэтому алмазы не сгорают.



2. Углерод, из которого состоят алмазы, вроде бы не должен находиться на таких глубинах. Это легкий элемент, он распространен в земной коре, а глубже залегает то, что за миллиарды лет после формирования планеты успел «утонуть» в ее недрах.

Видимо, дело в субдукции. Океаническая кора, состоящая в основном из базальтов, формируется в середине океанов, в зонах срединно-океанических хребтов. Оттуда она «раздвигается» в противоположные стороны. Упирающийся в материк край коры подгибается под него и постепенно тонет в мантийном веществе.

Вместе с осадочными породами, в которых много углерода. Этот процесс идет со скоростью порядка сантиметров в год, но непрерывно.



Перстень с голубым бриллиантом
3. Ценимые ювелирами и их покупателями голубые алмазы — это почти обычный алмаз, окрашенный небольшой примесью бора. Бор еще легче углерода и его наличие на больших глубинах еще менее вероятно.

По всей видимости, он попадает туда так же, но в меньших количествах. Формируются голубые алмазы на рекордной глубине — 600-700 километров. Поэтому на поверхности они очень редки — около 0.02% мировой добычи.





Неограненный алмаз с включениями других минералов

4. При кристаллизации алмаза внутри него иногда оказываются окружавшие его в этот момент вещества. Это беда для ювелира и счастье для геолога. Дело в том, что кристаллическая решетка алмаза из-за своей прочности может удержать захваченные минералы при том же давлении, при котором они находились в момент формирования нашего «камешка».

А это существенно, поскольку многие вещества по мере изменения давления переходят из одного состояния в другое. Скажем, стабильный при шести и более гигапаскалях стишовит при снижении давления превращается в коэсит, а при достижении поверхности — в хорошо знакомый нам кварц.

Его химическая формула при этом, конечно, не меняется — это диоксид кремния, SiO₂. Кроме того, по давлению во включениях можно точно определить глубину формирования алмаза.



Выработанная трубка "Большая дыра". Кимберли, ЮАР.

5. На поверхность алмазы попадают с кимберлитом — древней магмой, когда-то прорвавшейся на поверхность через кимберлитовую трубку — относительно узкое, слегка расширяющееся к верху жерло. Названием трубка и минерал обязаны южноафриканскому городу Кимберли, возле которого в XIX веке была открыта первая такая трубка.

Сейчас по всему миру известно примерно 1500 трубок. Увы, алмазы есть далеко не во всех, а примерно в каждой десятой. Как полагают геологи, на долю кимберлита приходится около 90% мировых запасов алмазов.



Лампроит

6. Оставшиеся 10% приурочены к лампроитам. Это тоже изверженные породы, характеризующиеся высоким содержанием калия и магния.



Река Оранжевая, ЮАР, наши дни

7. До открытия кимберлитовых трубок алмазы добывались в россыпях, преимущественно речных. Как сейчас ясно, они образовались при эрозии кимберлитовых вулканов, от которых к нашим дням остались только трубки. Россыпей, имеющих промышленное значение, в мире было немного.

Бразильские были практически исчерпаны к концу XVIII века, индийские — парой веков раньше. Росcыпи в Южной Африке были найдены в XIX веке и именно их разработка около Кимберли в конечном итоге привела к находке первой трубки.

Сергей Сысоевредакция