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.

Неогранённые алмазы

1. Алмазы образуются в земной мантии на глубинах порядка пары сотен километров. Там огромное давление и там очень жарко. Если алмаз нагреть до такой температуры 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, вот алмазы и 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, успело «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.

Неогранённый 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 гектопаскалях 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.

Автор: Сергей Сысоев

Источник: Популярная Механика

Опять небольшой материал с зарубежного науч-поп портала Livescience. Как и ранее – перевод мой, в конце ссылка на оригинал (на английском).

«Бриллианты – навсегда», золото – драгоценно, но что из этого встречается в мире реже? И соотносится ли объем мировых запасов с ценой в магазине? Ответ на этот вопрос не так однозначен, как можно подумать.

– Золото - тяжелый металл, и это один из редких элементов Земли, образованный в столкновениях нейтронных звезд, – рассказал Ульрих Фаул, геолог, профессор Массачусетского технологического института.

– Когда шел процесс формирования Земли, самые тяжелые элементы тяготели к ядру нашей планеты, – продолжает Яна Федорчук, профессор геологии и содиректор экспериментальной лаборатории геологических исследований высокого давления Университета Далхаузи в Галифаксе (канадская провинция Новая Шотландия). – Это означает, что вблизи земной коры трудно найти большое количество золота. Вы можете найти его и вблизи поверхности, но, в относительно низкой концентрации. Для того, чтобы сформировать месторождение, золоту необходимо достичь определенной концентрации, чтобы сделать его добычу экономически целесообразной.

По словам Федорчук, среднее содержание золота в земной коре составляет 4 части на миллиард. А чтобы иметь рыночную стоимость, в месторождении содержание золота должно быть в 1250 раз более концентрированным.

Что касается алмазов, они представляют собой аллотропную форму очень распространенного элемента - углерода. В другой аллотропной форме (с меньшей плотностью) он известен как графит - материал в карандашах. По сравнению с золотом средняя концентрация углерода в земной коре составляет примерно 200 000 частей на миллиард в соответствии с книгой «Жидкости в земной коре: их значение в метаморфических, тектонических и химических процессах переноса» (Elsevier Science Ltd., 1978), написанной известным геологом Уильямом Файфом, который умер в 2013 году.

Таким образом, редкость алмазов объясняется не их элементарным составом; зато естественное превращение углерода в алмазы, которые можно добывать, является чрезвычайно трудным (и редко удачным) процессом.

– Алмазы могут возникать только в мантии Земли и потом, в ходе неких процессов выходить на поверхность. Еще они могут быть сформированы во время воздействия метеорита, но эти алмазы маленькие и не относятся к драгоценным камням,– рассказывает Федорчук. – Те алмазы, что образовались глубоко в мантии Земли, затем могут быть подняты с магмой или подтолкнуты во время медленного подъема скал из глубины в процессе горообразования. Но при медленном поднятии алмазы получаются графитизироваными [превращаются в графит] и никогда не выходят на поверхность как драгоценные камни.

Запуск процесса формирования собственно алмазов зависит от глубины, температуры и давления. Углерод должен находится на глубине не менее чем на 93 мили под земной поверхностью, нагреться примерно до 2200 градусов по Фаренгейту (1204 градуса Цельсия) при давлении примерно 725 000 фунтов на квадратный дюйм (5 миллиардов паскалей), а затем быстро подняться на поверхность посредством вулканического извержения, чтобы охладиться.

По словам Федорчук, эти экстраординарные условия протекания процесса формирования естественных алмазов делает их более редким сырьем, чем золото. Но в своей элементарной форме золото значительно реже, чем алмазы, оппонирует ей Фаул. В конце концов, углерод является одним из самых распространенных элементов на Земле - особенно по сравнению с более тяжелыми металлами, такими как золото, и алмаз просто состоит из углерода подвергшегося огромному давлению.

Еще более усложняет этот вопрос изобретение синтетических алмазов. Ученые могут воссоздать условия, необходимые для преобразования графита в алмазы в лаборатории – ведь для этого не требуется извержения вулкана. Но то же самое нельзя сказать о золоте (к сожалению, алхимия по-прежнему является лженаукой). Однако, несмотря на то, что синтетические алмазы изготовлены из того же вещества, что и натуральные алмазы, по словам ювелира из «Ритани», синтетические алмазы обычно стоят на рынке на 30 процентов меньше, потому что они не считаются столь ценными.

И делает ли существование лабораторных бриллиантов эти драгоценные камни более распространенными, чем мы думали? Фаул утверждает, что да. «Алмазы ниже определенного размера в первую очередь не стоят добычи», - сказал он. «Кто хочет купить бриллиант, который нуждается в увеличительном стекле, который нужно увидеть? Золото больше, чем крупные алмазы, но алмазы как класс материала не особенно редки. Я думаю, что часть их репутации связана с успешным пиаром! "

Источник

Чтобы заглянуть под землю, ученые используют звуковые волны. В отличие от света звук проходит через камень и, слушая его, ученые могут немало выяснить о строении нашей планеты.Обычно эти звуки приходят от землетрясений или вулканических взрывов и, изучая сейсмические волны, ученые могут определить, какие материалы находятся под землей. Именно с помощью такого метода ученые изучали странную аномалию, которая происходит, когда сейсмические волны проходят сквозь структуры под названием кратонные корни. Эти структуры очень древние и представляют собой очень плотные скальные образования, похожие на направленные вниз горы, залегающие в сотнях километрах под большинством тектонических плит.

Из-за их плотности звуковые волны проходят через кратонные корни гораздо быстрее, чем через большинство скал. Но по какой-то причине за последние несколько десятков лет стало ясно, что волны движутся с большей скоростью, чем показывали симуляции. Группа ученых из Массачусетского технологического института решила исследовать эту странность и предположила, что некий материал внутри кратонных корней ускоряет распространение волн.С помощью компьютерных моделей ученые изучили, как звук будет распространяться в корнях из разных пород. И только одна симуляция совпала с уже полученными результатом. Такая скорость могла достигаться лишь в том случае, если кратонные корни состоят не только из камня, но и алмазов, содержание которых должно быть как минимум на уровне 1−2%.

Кратонные корни составляют значительную часть литосферы. И если даже 2% этих структур состоит из алмазов, это значит, что на огромной глубине похоронены квадриллионы тонн драгоценных камней. Вот только до них около пары сотен километров, так что шахту прорыть туда не получится. Так что алмаз — не такой уж редкий материал, только достать его в промышленных количествах практически невозможно.

https://www.popmech.ru/science/news-432842-pod-zemley-nayden...

Первый пост, не судите строго)

Вид с подножия

Вид с вершины

ЛПО Алмаз, почти заброшен, у подножия горы

Стрельбище там же