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.

Что нам известно об алмазах?

Неограненные алмазы1. 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.

Что нам известно об алмазах?

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.

Что нам известно об алмазах?

Перстень с голубым бриллиантом3. 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.

Что нам известно об алмазах?

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.

Что нам известно об алмазах?

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.

Что нам известно об алмазах?

Лампроит

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

Что нам известно об алмазах?

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