Алмазно-бриллиантовый комплекс России а История открытий алмазоносных месторождений в Якутии б Акционерная компания «Алмазы России» (стр. 2 из 9)
Размеры кристаллов
Варьируют от микроскопических до очень крупных. Масса самого крупного алмаза «Куллинан», найденного в 1905 в Южной Африке составлял 3106 карат (0,621 кг). Вес алмазов оценивается в каратах - дольной единице массы, применяемой в ювелирном деле. Обозначается «карат». Метрический карат равен 200 мг - 2•10-4 кг. Крупные прозрачные кристаллы алмаза — драгоценные камни первого класса.
Твердость
Алмаз — самое твердое из всех природных веществ. По шкале Мооса относительная твердость алмаза равна 10, абсолютная в 1000 раз превышает твердость кварца и в 150 раз — корунда. Максимальная твердость на гранях октаэдра, минимальная на гранях куба; на этом основаны огранка, распиловка и шлифовка алмазов. Самый твердый из естественных драгоценных камней; шлифуется лишь алмазным порошком.
Блеск. Сильный, от алмазного до жирного.
Прозрачность. Прозрачный, мутный.
Черта. Не имеет: царапает пробную пластинку
Излом. Раковистый.
Спайность. Совершенная по октаэдру (111), что обусловливает хрупкость и несколько ограничивает использование алмаза.
Поведение в кислотах. Нерастворим.
Сходные минералы. Отсутствуют.
Сопутствующие минералы. Оливин, хромшпинелиды, пироп, магнетит, ильменит, гематит, графит, кальцит.
Плотность. Высокая (3,511 г/куб.см).
Показатель преломления. Высокий (от 2,417 до 2,421).
Дисперсность. Высокая (0,0574). Обуславливают яркий блеск и разноцветную «игру» ограненных ювелирных алмазов.
Хороший полупроводник.
Излучение в рентгеновских, катодных и ультрафиолетовых лучах. Большинство алмазов начинает светиться (люминесцировать) голубым, зеленым, розовым и другими цветами.
Взаимодействие с жировыми смесями. Прилипает к некоторым жировым смесям, на этом основан получивший наибольшее распространение жировой способ извлечения алмазов на обогатительных фабриках.
Примесь азота. Свойства алмаза резко меняются в зависимости от наличия (тип I) или отсутствия (тип II) примеси азота. Для типа I характерны аномальное двупреломление, низкая фотопроводимость, отсутствие электропроводности, поглощение в инфракрасном (между 8-10 мкм) и ультрафиолетовом (от 3300 А) диапазонах, высокая теплопроводность. Безазотные алмазы (тип II) практически изотропны, с высокой фотопроводностью, не поглощают инфракрасное излучение и прозрачны в ультрафиолетовом излучении (до 2200 А), обладают чрезвычайно высокой теплопроводностью.
Поведение при нагревании. На воздухе алмаз в порошке сгорает на платиновой проволочке при 850° С с образованием двуокиси углерода (СО2); в вакууме при температуре свыше 1500° С переходит в графит.
С точки зрения химика, чистый уголь, графит и алмаз — одно и то же. Вся разница только в том, что атомы углерода сложены в них по-разному. То, что алмаз — чистый углерод и ничего больше, известно уже полтораста лет. Но «складывать» атомы углерода в кристаллы алмаза люди научились лишь совсем недавно.
Кристаллическая решетка графита
Кристаллическая решетка алмаза
Свойства обеих модификаций углерода (алмаз и графит) представлены в таблице 1.
Таблица 1
| Свойства | Алмаз | Графит |
| Цвет | Бесцветный | Серо-черный |
| Твердость | Самое твердое вещество (Н=10) | Очень мягкий (Н-1) |
| Кристаллы | Зернистый | Чешуйчатый |
| Сингония | Кубическая | Гексагональная |
| Кристаллическая решетка | Кубическая | Гексагональная слоистая |
| Плотность, г/см3 | 3,50—3,52 | 2,09—2,23 |
| Электропроводность | Отсутствует | Проводник |
| Поведение при нагревании | При 1500° С переходит в графит | При температуре свыше 2800 ОС происходит сублимация |
1.2. Условия образования и нахождения алмазов в природе
Предполагается, что алмаз кристаллизуется одним из первых минералов при остывании мантийного силикатного расплава на глубине 150-200 км при давлении 5000 МПа, а затем выносится к поверхности Земли в результате взрывных процессов, сопровождающих формирование кимберлитовых трубок, 15-20% которых содержит алмаз. Имеется и другая точка зрения, согласно которой алмаз кристаллизуется на относительно небольшой глубине за счет диссоциации или частичного окисления метана в газовой системе C-H-O-S при температуре свыше 1000° C и давлении 100-500 МПа.
Алмазы встречаются также в глубинных породах-эклогитах и некоторых глубокометаморфизованных гранатовых гнейсах. Мелкие алмазы в значительных количествах обнаружены в метеоритах (уреилиты), а также в гигантских метеоритных кратерах, где переплавленные породы содержат значительные количества мелкокристаллического алмаза или гексагональной высокобарической модификации (лонсдейлита).
Алмазы родились глубоко под землей, когда раскаленная магма прорывала земную кору, образуя в ней своеобразные трубы, похожие на жерла вулканов. Эти жерла бывают заполнены глиной голубоватого цвета. По имени Кимберли — места в Южной Африке, где ее впервые обнаружили, голубоватую глину назвали кимберлитом. Кимберлиты состоят в основном из оливина, пиропа, ильменита и других минералов. Именно здесь прячутся драгоценные кристаллы, образовавшиеся при застывании расплавленной магмы в толще богатых углеродом пород. Алмазы из кимберлитов и метеоритов отличаются от найденных в метеоритных кратерах и метаморфических породах алмазов повышенным содержанием тяжелого изотопа углерода.
В результате взрывных процессов кимберлит выносится к поверхности и образует т.н. «трубки взрыва». Такие трубки образуют первичные месторождения алмазов.
Кроме того, алмазы добываются из значительно более широко распространенных и обычно более богатых россыпных месторождений, представленных морскими и речными песками и галечниками, в которых алмазы накапливаются благодаря механическому разрушению первичных вмещающих их пород.
ГЛАВА II. АЛМАЗ – ПРИРОДНЫЙ РЕСУРС
2.1 Добыча и обогащение
Содержание алмазов даже в наиболее обогащенных ими горных породах не превышает стотысячных долей процента. Как же удается геологам находить месторождения этого минерала на бескрайних просторах Земли?
Алмазы распространены не повсеместно, и поэтому очень важно правильно выбрать районы, где планируется провести поиски новых месторождений. Давно известно, что месторождения алмазов размещаются на территориях, характеризующихся спокойным, почти горизонтальным залеганием пластов горных пород, и не встречаются на тех площадях, где земные слои перемяты и собраны в крутые складки. Регионы первого типа по геологической терминологии называются платформами, а регионы второго типа – складчатыми или геосинклинальными областями.
Для обнаружения месторождений алмаза в предварительно намеченном районе платформенной области используют различные способы, которые применяются обычно не поодиночке, а сразу по несколько. Комплекс дополняющих друг друга поисковых методов выбирается с учетом особенностей геологического строения района и результатов ранее проведенных на его территории геологоразведочных работ.
Арсенал разработанных к настоящему времени способов обнаружения алмазных месторождений достаточно разнообразен, но все они распадаются на три основные группы. К первой группе относятся методы поисков, которые могут быть охарактеризованы как собственно геологические, ко второй – геофизические, к третьей – геохимические. Наиболее эффективны и широко применяются геологические и геофизические методы.
Среди геологических методов поисков алмазных месторождений ведущая роль принадлежит шлиховому и мелкообъемному опробованию, которым подвергаются речные отложения, а также рыхлые массы выветрелых пород, слагающих склоны речных долин и гор.
Первая примитивная добыча алмазов проводилась в Индии задолго до начала нашей эры. Много веков эта страна оставалась единственным поставщиком сверкающего камня на мировой рынок. И лишь в начале XVIII века стало известно об открытии алмазных месторождений в Бразилии. Новые месторождения оказались значительно крупнее и богаче, в результате чего Бразилия опередила Индию по добыче алмазов. Это первенство Бразилия сохраняла примерно 150 лет, вплоть до второй половины XIX в., когда были открыты богатейшие месторождения Южной Африки.
Долгое время алмазы добывали бесправные рабы, уделом которых был непосильный ручной труд под палящими лучами солнца и в сыром мраке подземных выработок под неусыпным надзором и бичами свирепых надсмотрщиков. В результате обвалов стенок и кровли горных выработок, болезней, недоедания и по другим причинам гибли тысячи и тысячи добытчиков драгоценного камня.
В конце XIX в. были открыты коренные месторождения алмазов, эксплуатация которых была сопряжена с еще большими трудностями и опасностями, чем при разработке россыпей. Наиболее опасной являлась разработка алмазных труб по системе отводов. Сотни и тысячи алчных искателей наживы хищнически разрабатывали свои отводы, не считаясь с интересами и безопасностью соседей. В процессе выемки кимберлита на месте трубки взрыва возникал и с каждым годом углублялся обширный котлован. Извлекалась только алмазная порода, и стены вмещающих кимберлиты песчаников и сланцев поднимались все выше и выше над дном котлована.