Алмаз — минерал, аллотропная форма углерода¶

Алмаз — минерал, аллотропная модификация углерода с кристаллической решёткой типа граната (куба), отличающаяся предельной твёрдостью (10 по шкале Мооса) и высокой теплопроводностью. Наиболее распространённая природная форма алмаза — кристаллы октаэдрической габитуса, реже — додекаэдры и кубы. Алмаз является одним из полезных ископаемых, добываемых из магматических пород — кимберлитовых и лампроитовых трубок, а также россыпей.

¶Свойства

Алмаз состоит почти полностью из углерода (до 98–99 % в ювелирных экземплярах). Плотность — 3,51–3,53 г/см³, твёрдость — 10 по шкале Мооса, максимальная среди природных минералов. Алмаз прозрачен, обладает высоким показателем преломления (2,417–2,419) и сильной дисперсией (0,044), что определяет его «огонь» при огранке.

Алмаз устойчив к кислотам и щелочам, но при нагреве в бескислородной среде выше 700–900 °C переходит в графит, а при контакте с кислородом при высоких температурах сгорает. В промышленности алмазы делят на ювелирные (прозрачные, с малым количеством примесей и дефектов) и технические (непрозрачные, используемые для инструментов).

¶Структура и разновидности

Каждый атом углерода в решётке алмаза связан ковалентными связями с четырьмя соседями, образуя тетраэдрическую структуру. Именно эта структура обуславливает исключительную твёрдость.

Природные алмазы содержат примеси азота (жёлтые и коричневые оттенки) и бора (голубой цвет). К редким разновидностям относятся:

• Кимберлитовые алмазы — добываются из кимберлитовых трубок (названы по месту первых находок в Кимберли, ЮАР).
• Лампроитовые месторождения — открыты в Австралии в 1970-х годах.
• Синтетические алмазы — получаемые в лабораторных условиях методами высоких давлений и температур (ВДТ) или осаждения из газовой фазы.

¶Образование и месторождения

Алмазы образуются в мантии Земли на глубинах 150–200 км при давлениях 45–60 килобар и температурах 900–1300 °C. На поверхность они доставляются магмой — кимберлитовыми или лампроитовыми трубками, которые формируются за считанные часы при глубинных взрывах.

Крупнейшие в мире по объёму добычи страны — Россия, Ботсвана, Канада, Австралия, ДР Конго и ЮАР. В России основные месторождения расположены в Якутии (месторождения «Мир», «Удачное», «Нюрбинское»), Красноярском крае («Горное», «Лебяжье»), Архангельской области («Ломоносовское») и на Урале.

¶Добыча и производство

Основной способ добычи — открытые горные разработки кимберлитовых трубок, реже — подземные шахты. После извлечения руды алмазы отделяются от породы обогащением, а затем сортируются по размеру, форме и качеству.

Мировой лидер по объёму добычи — компания «Алроса» (Россия), добывающая около четверти мирового объёма. Другие крупные производители — De Beers (ЮАР), Rio Tinto (Австралия), ALROSA, Petra Diamonds.

Синтетические алмазы производятся методами ВДТ (высокое давление, высокая температура) — при 5–10 ГПа и 1500–2000 °C, а также химическим осаждением из газовой фазы (CVD). Доля синтетических алмазов на мировом рынке растёт, особенно в ювелирном сегменте.

¶Применение

Ювелирное применение — основное направление использования алмазов. Огранка алмазов (бриллиантовая) подчёркивает их оптические свойства. Классическая круглая огранка бриллианта включает 57 граней.

Техническое применение включает:

• Абразивные инструменты (алмазные порошки, свёрла, отрезные круги).
• Резец для резки стекла и твёрдых материалов.
• Теплоотводы в электронике (алмаз обладает рекордной теплопроводностью — до 2200 Вт/(м·К)).
• Детекторы излучения, преобразователи давления.
• Научные исследования — алмазные наковальни для получения сверхвысоких давлений.

¶Интересные факты

Крупнейший в мире алмаз — «Куллинан» (3106,75 карат, найден в ЮАР в 1905 году), был распилен на несколько камней, крупнейший из которых — «Великий Могул» (530,2 карат) — вставлен в британскую корону.

Алмаз — один из самых дорогих минералов в мире. Цена определяется правилами 4C: цвет (Color), чистота (Clarity), масса в карат (Carat) и огранка (Cut).

¶Источники

• Геологический энциклопедический словарь
• Минералогический справочник
• Открытая энциклопедия (Википедия)