Алмаз как полезное ископаемое для детей

Алмаз (от греч. непобедимый, несокрушимый) кристаллизуется в кубической сингонии и слагается углеродом с примесью кремния, бора, железа, титана и др. Содержание золы 0,18—5%. Близок по физическим свойствам к алмазу и гексагональный лонсдэлеит, имеющий аналогичный состав и структуру типа вюрцита. Лонсдэлеит обнаружен в метеоритах каньона Диаболо и Гулапара (США) и в импактитах Сибирской платформы.

Алмазы разделяются на ювелирные и технические. К техническим алмазам относятся борт, его мелкозернистая разновидность — конго и магнитная разновидность — стевартит, карбонадо и баллас. Борт — неправильные кристаллы, сростки, индивиды неправильной формы, некрасивого цвета, трещиноватые; баллас — дробе- или градообразный борт с более твердой, чем центральные части оболочкой. Карбонадо — черные серые совершенно непрозрачные тонкозернистые или плотные образования.

Алмаз наблюдается в кристаллах октаэдрического, ромбододекаэдрического и реже кубического габитусов. Правильные, хорошо образованные кристаллы очень редки. Среди алмазов широко распространены кривогранные кристаллы, плоскогранные и плоскореберные алмазы с характерной скульптурой на гранях.

Алмазы могут быть прозрачными, просвечивающими и непрозрачными. По окраске их можно разделить на бесцветные, бурые, серые, черные. Отмечаются алмазы различных оттенков — желтоватого, зеленоватого, голубоватого, розоватого, фиолетового. Возможно изменение окраски под влиянием облучения источниками с различной длиной волн. Показатель преломления высокий, порядка 2,4; блеск алмазный; дисперсия света сильная. Плотность алмаза 3,56 г/см3.

Алмаз характеризуется совершенной спайностью по октаэдру и несовершенной по ромбододекаэдру. Твердость у алмаза наивысшая из всех природных веществ; она зависит от кристаллографического направления и наибольшая на гранях октаэдра. Балласы и карбонадо имеют наиболее высокую твердость. Алмаз обладает высоким модулем упругости и низким коэффициентом трения, в связи с чем он исключительно стоек на истирание. Алмаз обычно немагнитен, при трении заряжается положительно, является диэлектриком. Однако встречаются некоторые алмазы голубого или синего цвета, являющиеся полупроводниками с проводимостью р-типа. Для подавляющего большинства алмазов характерно свечение под воздействием ультрафиолетового, катодного и рентгеновского излучения. Поверхность алмазов не смачивается водой (гидрофобна), в связи с чем они хорошо прилипают к жировым поверхностям, что нередко используется при обогащении алмазных руд.

В алмазах часто встречаются включения — газообразные, жидкие, твердые. Последние представлены графитом, магнетитом, рутилом, ильменитом, оливином, кварцем. Наиболее часто наблюдаются включения графита. Алмаз химически стоек, не подвергается действию кислот; он сгорает в расплавленной селитре и соде, а при температуре 850—1100 °С — в воздухе, при 720—880 °С — в струе чистого кислорода; при нагревании без доступа воздуха превращается в графит.

Разработано много способов синтеза алмазов. Наиболее близок к природным условиям метод получения алмаза из графита при высоких температурах и давлениях. По составу искусственные алмазы не отличаются от природных, кристаллизуются в формах, наблюдаемых в природе, и соответствуют им по другим свойствам. Размеры первых полученных алмазов не превышали долей миллиметра, сейчас достигают 5 мм.

Алмазы по величине, степени прозрачности, окраске, наличию или отсутствию включений и другим признакам делят на сотни сортов. Для каждого месторождения существует своя сертификация. На мировом рынке действует Генеральная классификация алмазов, которая принята крупнейшими фирмами. Разработаны технические условия на натуральные алмазы, в соответствии с которыми алмазы делятся на семь категорий и 23 группы.

К ювелирным алмазам относят кристаллы высокого качества, без дефектов, красивой и равномерной окраски, размером не менее 1/20 карата (карат равен 0,2 г). Алмаз лучшего качества должен быть совершенно прозрачным, без оттенков и мутных участков (алмаз чистейшей воды). Цветовые оттенки, особенно желтого цвета, снижают ценность камня. Экземпляры с красивой и редкой окраской ценятся особо — «фантазийные камни». Ювелирные алмазы подвергаются огранке и полировке и тогда называются бриллиантами. При обработке алмазов потери составляют от 15 до 50%. Наиболее крупным алмазам и бриллиантам присваиваются собственные имена. В настоящее время в технике используется около 80—85% природных алмазов и все синтетические.

В зависимости от качества и назначения технические алмазы делят на ряд групп. Из алмазов изготовляют алмазный однокристальный инструмент — волоки, резцы часовые, делительные для резки полупроводниковых материалов, наконечники к приборам для измерения твердости, иглы граверные, стеклорезы и т. д. Для этих целей применяются только природные алмазы. Для изготовления волок алмазы должны быть исключительно высокого качества, прозрачны, иметь форму октаэдра или додекаэдра и массу от 0,8 до 2,8 карата. Для колонкового бурения используется 10—15% всех технических алмазов. Для изготовления коронок применяют мелкие алмазы — до 200—300 шт. на коронку, армированные механическим способом. Для абразивных целей используются мелкие со значительными дефектами природные алмазы, а также все синтетические.

Месторождения алмазов распределены на земном шаре весьма неравномерно. Большая их часть сосредоточена в странах Африки (97% от мировых запасов), есть они и в России. Имеются месторождения в Индии, других странах Азии, Австралии, Америке. Но такие крупные индустриальные страны, как США, Германия, Италия, Англия, Франция, Япония, все необходимое для них природное сырье вынуждены импортировать. После 30-х гг. на первое место по добыче алмазов выдвинулся Заир. Заир добывает 65% алмазов от общей добычи, но по их стоимости значительно уступает ЮАР, так как там получают в основном ювелирные алмазы. Последние добываются также в Намибии, Гане, Анголе, Сьерра-Леоне. В добыче других стран преобладают технические алмазы.

Цены на синтетические алмазы несколько ниже, чем на натуральные. Стоимость ювелирных алмазов колеблется в широких пределах в зависимости от величины, качества камней и моды на них. Цена камня массой более 1 карата определяется умножением массы камня в квадрате на условную цену одного карата.