Алмазы в природе

Коренные месторождения. Это один из основных типов месторождения алмаза. Обычно они представляют собой диатремы - трубчатые полости в земной коре, которые заполнены глубинной породой - кимберлитом. Диатремы располагаются почти вертикально и при этом пересекают другие породы: древние - кристаллические и более молодые - осадочные (известняки, глины, угли и др.). Такие алмазные трубки находятся, например, в Южной Африке и в Якутии. Они, как правило, имеют округлое или эллипсовидное сечение с диаметром от десятков до сотен метров. Кимберлит, находящийся внутри трубок, и содержит алмазы. Содержание их редко превосходит тысячные доли процента от всей массы породы. Алмазы в кимберлите расположены неравномерно. Обычно встречаются вкрапления единичного кристалла, реже - алмазные сростки, и никогда не бывает крупных скоплений алмазов, находящихся в одном месте.

Происхождение алмазных трубок сейчас установлено практически точно, а образование самих алмазов еще остается загадкой. Большинство ученых считают, что кимберлитовые трубки образовались в результате поднятия магмы, богатой газами. Скорее всего, магма поднималась по трещинам в породах, а когда сопротивление оставшегося до поверхности слоя земной коры становилось меньше давления в магме, происходил взрыв.

Эта теория дает диатремам свое название - трубка взрыва.

Теории происхождения алмазов еще нет, но существует несколько гипотез. Основные различия в них заключаются в вопросе о глубине образования алмазов и об источнике углерода, идущего на создание кристаллов алмаза. Очень распространена гипотеза академика В. С. Соболева, крупнейшего знатока алмазных месторождений. Он первым указал на возможность нахождения коренных месторождений алмазов в Сибири. По мнению В. С. Соболева, алмазы кристаллизуются в самой кимберлитовой магме на ранних этапах ее развития из присутствующей в ней углекислоты; они возникают на большой глубине до взрыва и затем выносятся на поверхность при движении магмы и взрыве.

В последнее время усиленно разрабатывается гипотеза В. Г. Васильева, В. В. Ковальского и Н. В. Черского: алмазы образуются в результате взаимодействия кимберлитовой магмы с углеводородами, которые сопутствуют ей в трубках взрыва. По этой гипотезе алмазы возникают на более поздней стадии формирования алмазной трубки.

Есть еще целый ряд гипотез о происхождении алмазов, которые сейчас обсуждаются учеными.

Алмазные трубки были обнаружены в Южной Африке в 1871 г. около городка Кимберли и получили название кимберлитовых. До открытия Якутского месторождения эти трубки оставались практически единственным проявлением коренных месторождений. 21 августа 1954 г. геологом Л. А. Попугаевой была открыта "Зарница" - первая алмазоносная трубка в СССР. Уже в следующем году Ю. И. Хабардин и Б. .Н. Елагин разведали трубку "Мир". За этим последовало обнаружение в Якутии еще целого ряда промышленных месторождений алмазов. В 1957 г. за это открытие группе геологов была присуждена Ленинская премия.

Коренные алмазные месторождения кимберлитового типа имеют промышленное значение. Однако существуют еще коренные месторождения мелких алмазов перидотитового типа. Они приурочены к глубинным породам, и разрабатывать их промышленным способом сейчас не рационально.

Россыпные месторождения. Во всем мире наибольшое количество алмазов (более 80%) добывается из россыпных месторождений. Россыпи имеют различное происхождение и связаны с выветриванием коренных алмазоносных пород и перемещением алмазов ветром, водой, ледниками. При этом может происходить естественное обогащение алмазов. Описаны случаи, когда в одном кубическом метре породы находили до тысячи каратов алмазов. В россыпях зачастую число высокосортных и крупных алмазов бывает большим, чем в коренных месторождениях алмазов, поскольку в процессе переноса происходит отделение крупных кристаллов от мелочи и осколков.

В 1970 г. в капиталистических и развивающихся странах было добыто около 36 млн. каратов алмазов, в том числе около 14 млн. - в Заире, 1,5 млн. - в Республике Конго, около 2,5 млн. - в Анголе, свыше 8 млн. - в ЮАР и Намибии. Капиталистический способ производства связан с грабительским отношением к природным богатствам слаборазвитых стран вообще и к месторождениям ценных минералов в колониальных и развивающихся странах в частности. Собственный корреспондент "Правды" В. Коровиков писал в 1977 г. об опустошении намибийских недр международными монополиями: "Самое прибыльное дело в Намибии - добыча алмазов в прибрежных песках и из древних морских террас. Добычу с помощью мощной техники ведет компания "Консолидейтед даймонт найс" - дочернее предприятие мировой алмазной монополии "Де Бирс", принадлежащая известному южноафриканскому бизнесмену Гарри Опенгеймеру. Ежегодно из намибийских недр извлекают около полутора миллионов каратов драгоценных кристаллов. Алмазы Намибии знамениты тем, что большая часть добычи - это ювелирные камни. В последнем отчете о деятельности "Де Бирс" за 1976 г. приведены очень показательные цифры. Намибия дала 10% всей добычи алмазов на рудниках компании, что принесло 25% всех ее прибылей. А прибыли эти поистине сказочные. В 1976 г. они составили после уплаты налогов 337 млн. рандов (почти 400 млн. американских долларов). Богатейшие россыпи в Намибии усиленно разрабатываются. В итоге значительная часть россыпей уже истощена, а вся алмазоносная область к северу от устья реки Оранжевой будет опустошена в ближайшие десять - пятнадцать лет".

Коренное месторождение алмазов - кимберлитовая трубка. Вверху - на поверхности Земли упавший метеорит. В метеоритах были обнаружены алмазы

Бедные россыпи алмазов, не имеющие промышленного значения, есть во многих странах. Практически на Земле везде встречаются отдельные кристаллики алмаза. В нашей стране их находят не только в Сибири и на Урале, но и на Среднерусской возвышенности, на Украине. Иногда такие находки связывают с падением на Землю в доисторические времена гигантских метеоритов.

Впервые присутствие алмазов в метеоритах установили в 1888 г. русские ученые, преподаватели Петербургского лесного института М. В. Ерофеев и П. А. Лачинов. Они обнаружили алмазы в каменном метеорите, упавшем близ села Новый Урей (ныне село Карамзинка Горьковской области). Такие метеориты получили название уреилитов.

В 1891 г. американские ученые обнаружили алмазы в осколках метеорита, упавшего в Каньоне Дьявола (США, штат Аризона). Кратер на месте падения этого гигантского космического тела имеет поперечник около 1200 м и глубину до 184 м. По оценке специалистов первоначальная масса метеорита могла быть от 50 тыс. до 3 млн. т, а его скорость при ударе составляла 12-20 км/с. Аризонский метеорит относится к числу железных, и вокруг места падения исследователи собрали много тонн метеоритного железа. Оно сохранилось прежде всего благодаря суевериям местных индейцев, для которых и кратер, и все связанное с ним было священным. В Европе же люди обычно использовали метеоритное железо, и первое железо, примененное здесь в хозяйстве человеком, было метеоритным.

Алмазы из россыпей

Алмазы в метеоритах представляют собой небольшие кристаллики, размером в несколько микрон. Самым интересным оказалось то, что наряду с алмазом, имеющим обычную кубическую структуру, в метеоритах обнаружили кристаллы новой, гексо-гональной модификации. Этому кристаллу и присвоили название лонсдейлит, в честь Кетлин Лон-сдейл - известной исследовательницы структуры алмазов.

Лонсдейлит в метеорите Каньона Дьявола составляет около трети общего количества алмазов, найденных в нем.

Алмазы в метеоритах образовались в результате столкновений метеоритов, движущихся с огромной скоростью в космическом пространстве, друг с другом (в основном в поясе астероидов) или с Землей. Возникающие при этом высокие давления и температуры создают благоприятные условия для кристаллизации алмаза из содержащегося в метеоритах углерода.

При падении метеоритов на Землю образуются углубления - гигантские метеоритные кратеры. В них могут быть обнаружены неправильной формы мутноватые алмазные зерна, имеющие вид обломков. Алмазы, несомненно, образовались при падении гигантского метеорита на углесодержащие породы.

Классификация алмазов. В различных условиях возникают алмазы разных видов, и каждая из разновидностей алмазов может иметь свою область применения. Для точного распознавания и правильного практического исследования того или иного вида алмазов важна их научно обоснованная классификация.

Человека сначала интересовали только крупные алмазы, из которых изготавливали бриллианты - эти алмазы всемирно известны, они являются произведениями искусства, и их знают по именам. Но в наше время в связи с техническим использованием алмаза становится нужнее четкая классификация всех его видов, а создание такой классификации - дело далеко не простое. В этой области большую работу проделал известный советский ученый Ю. Л. Орлов. Все природные алмазы он разделил на две большие группы: монокристаллы и поликристаллы - поликристаллические образования, а группы - на десять разновидностей.

'Кулинан' (3106 каратов) - самый крупный алмаз, найденный в природе. В середине - два из 105 бриллиантов, полученных из 'Кулинана': 'Кулинан I' (530,2 карата), 'Кулинан II'(317,4 карата). Для сравнения между ними бриллиант в 1 карат. Внизу - некоторые природные формы алмазов

К монокристальным алмазам - первым пяти разновидностям - относятся как прозрачные, хорошо ограненные кристаллы, так и алмазы с различными включениями, окрашенные и непрозрачные.

Поликристаллические формы алмазов - это балласы, борт и карбонадо. Балласы имеют радиально-лучистое строение и по форме близки к шарам. Борт также представляет собой сростки отдельных кристаллов алмаза. Несколько особое место занимает десятая разновидность - карбонадо, мелкокристаллические образования. Карбонадо сильно отличается от других алмазов и может рассматриваться не только как разновидность поликристаллических образований алмаза, но и как разновидность самого минерального вида - алмаза. Карбонадо состоит из мелких (до 20 микрон) кристалликов алмаза, как бы спеченных между собой.

Классификация природных алмазов, предложенная Ю. Л. Орловым, относится к разряду минералогических. Техническая классификация алмазов более подробна и включает в себя множество групп и типов.

Природные алмазы даже "чистой воды" не совсем чисты и кроме углерода содержат другие включения. Разумеется, в алмазах разных разновидностей и различных месторождений их количество не одинаково. Основными примесями в алмазах бывают водород, бор, азот, кислород, натрий, алюминий, кремний. Практически в алмазах можно найти все элементы таблицы Д. И. Менделеева.

В этой книге мы расскажем о получении искусственных алмазов, оставив в стороне все, что связано с поисками и находками алмазных залежей, добычей алмазов и их переработкой. Всех интересующихся этими вопросами мы отсылаем к увлекательной книге Т. И. Шафрановского "Алмазы". Здесь же мы только обратим внимание на удивительный факт: многие находки природных алмазов связаны с детьми. Действительно, первый алмаз в Южной Африке в 1867 г. нашли дети, которые играли с этим блестящим камешком. Разумеется, нашелся взрослый охотник за страусами, который этот камешек отобрал. Первый кристаллик алмаза на Урале нашел четырнадцатилетний Павел Попов в 1829 г. на Крестовоздвиженском золотом прииске. Первые уральские алмазы были подарены известному географу и путешественнику А. Гумбольдту, путешествовавшему в то время по России.

Люди постепенно проникали в тайны алмаза, открывали его свойства, состав, месторождения. Появились догадки и об условиях возникновения этого чудо-кристалла. Когда ученые немало узнали о природном алмазе, появилась возможность осуществить давнюю мечту о получении алмаза искусственного. Какова же история синтетического алмаза?