Точное время открытия алмаза на данный момент не установлено. Все дело в том, что вид необработанных минералов достаточно тривиален и не привлекает особого внимания. Первые упоминания об индийских камнях относятся еще к III тысячелетию до н.э., но использовать их в ювелирных украшениях начали лишь около 500 лет назад, после того, как мастера освоили методы бриллиантовой огранки.

В России особую любовь к ним питала Екатерина II, во время ее правления в обиход вошло понятие бриллианта, как синонима богатства и роскоши.

Название минерала на разных языках имеет схожее звучание и значение. Арабы именовали его «алмас», то есть «самый твердый», греки — «адамас», что значит «несокрушимый». Русское слово «алмаз» было введено в оборот в середине XV века путешественником Афанасием Никитиным в книге «Хождение за три моря».

Физико-химические свойства алмаза

Алмазы - прозрачные бесцветные минералы, реже имеют розовые и желтые оттенки, обладают ярким блеском и высокими показателями светопреломления.

Минерал состоит из атомов углерода, равноудаленных друг от друга на расстояние 0,15 нанометров. Атомы образуют кубическую кристаллическую решетку, обеспечивающую алмазу самую высокую твердость по шкале Мооса - 10 единиц. Однако, из-за совершенной спайности кристаллы очень хрупки, а ошибочное отождествление понятий твердости и хрупкости часто влекло за собой разрушение ценных камней.

Так была уничтожена коллекция бриллиантов французского герцога Карла Смелого, который вел междоусобную войну с королем. Наемники Людовика XI, желая проверить подлинность камней с помощью молота, превратили их в порошок.

Образование и месторождения алмаза

Трудно поверить, но алмаз и графит являются практически братьями-близнецами. И тот и другой представляют собой чистый углерод. Для того, чтобы графит кристаллизовался необходимы особые условия: давление 45 000–60 000 атмосфер и температура 900–1300 °С, которые обеспечиваются на глубине 80–150 км под землей. Вместе с вулканической магмой камни выбрасываются из земных недр, формируя при этом коренные месторождения - .

Ученым известны также минералы метеоритного происхождения, образующиеся при столкновении космического тела с поверхностью Земли. Температура в момент удара достигает 3000 °С, а давление до 100 ГПа, в этих условиях формируется алмазоносная импактная порода. «Неземные» камни были обнаружены в Большом Каньоне в США в осколках метеорита, упавшего около 30 тысяч лет назад. В Якутии тоже имеется свое подобное месторождение - Попигайская астроблема, образовавшаяся 35 млн. лет назад.

Разработка импактитов является нерентабельной из-за малого размера кристаллов, поэтому промышленная добыча ведется традиционными методами на «земных» месторождениях, которые встречаются практически на всех континентах, а наиболее крупные расположены в Южной Америке (Бразилия) , России (Якутия) , Африке (Ботсвана, Ангола) .

На данный момент признанным монополистом на рынке является американская компания , контролирующая 75% мировой добычи и оборота алмазов. Во всем мире высоко ценятся и пользуются большим спросом камни российского производства. Основной алмазодобытчик России - компания «Алроса», добывающая 95% алмазов в стране.

Природные фантазийные бриллианты компании

Помимо качественных бесцветных камней при удачном стечении обстоятельств иногда удается добыть фантазийные ярко-желтые, ярко-розовые и голубые алмазы, составляющие всего 1% от общего объема. Еще более редкими являются красные камни - алмазодобывающая компания Rio Tinto их на своем тендере всего несколько штук в год. Самыми ценными же среди цветных алмазов являются фиолетовые камни - они настолько уникальны, что цена их нередко превышает 1 миллион долларов за карат.

Отдельного внимания заслуживают . Являясь долгое время фактически отходами при добыче классически бесцветных камней, сегодня черные алмазы, и, как следствие, бриллианты задают собственный тренд в украшениях. Ювелирные изделия с черными бриллиантами зачастую становятся выбором тех, кто хочет выделиться из толпы и не любит идти на поводу у общепринятых канонов и правил.

Искусственные алмазы

Научные опыты по созданию искусственных алмазов начались в 1797 году, но первый минерал, выращенный в лаборатории, и метод его получения был запатентован американской компанией General Electric лишь в 1956 году. С тех пор технологии продвинулись настолько далеко, что сегодня многие искусственно выращенные камни совершенно неотличимы от природных без специального оборудования и большого опыта, а обычные способы распознания подделки работают далеко не всегда.

Однако, насыщение рынка такими камнями сдерживается законом спроса и предложения, так как падение цен на бриллианты невыгодно ни добытчикам натуральных ни производителям искусственных камней.

Известные аналоги природных алмазов

Стоит упомянуть наиболее распространенные камни, которые используются в украшениях вместо бриллиантов. Во-первых, это всем известные , впервые синтезированные в российском институте ФИАН. Во-вторых, это муассаниты, которые особенно сложно отличить от настоящего драгоценного камня, не имея нужных для этого знаний.

Кроме того, сравнительно недавно появились алмазы ASHA, поверхность которых покрыта слоем атомов углерода (из которого и состоит природный минерал) , что фактически делает подобный камень композитным материалом и при этом дарит ему больше блеска и «огня» по сравнению с теми же фианитами.

Отдельно стоит упомянуть ВДВТ (высокое давление, высокая температура) алмазы. Этот метод был разработан в 1950-е годы и фактически полученные в результате обработки камни являются абсолютно натуральными. Суть метода понять не сложно, если вспомнить об условиях формирования камня. В природе алмаз формируется под влиянием колоссального давления и температуры в течение определенного времени. Иногда такие камни попадают на поверхность раньше времени, представляя собой по сути «полуфабрикат». И для того, чтобы превратить его в красивый сверкающий алмаз, который в последствии будет огранен и инкрустирован, камень повторно подвергают воздействию высокого давления и высокой температуры, аналогичных природным, но уже в лаборатории. Такой алмаз остается полностью натуральным, но как бы «доработанным» людьми.

Наглядное сравнение настоящего бриллианта (в центре) с его аналогами: 1 - фианит (кубический цирконий) , 2 - муассанит, 3- бриллиант ASHA, 4 -лабораторно выращенный бриллиант

Магические и целебные свойства алмаза

Йоги при помощи алмаза лечат психические заболевания, сердце, почки, очищают печень. Воины носили перстни с бриллиантом, веря, что он придаст им силы духа и сделает непобедимыми. Кроме того, камень приносит владельцу счастье и оберегает от скверных привычек и поступков.

Кому подходит алмаз и бриллиант

Алмаз, как и бриллиант, - это камень смелых и решительных. Он требует к себе уважительного отношения и может оказаться бесполезным в руках слабого, неуверенного человека.

Алмаз - главный зодиакальный камень, управляющий всем кругом. Талисман с ним или с ограненным бриллиантом в первую очередь подходит Овнам, во-вторую - Львам. Хотя и другим знакам он не противопоказан.

В этой статье:

Алмаз - это драгоценный минерал, который одновременно является самым твердым веществом на Земле. А также среди драгоценностей алмаз выступает одним из самых дорогих камней, привлекающих внимание девушек. Поэтому многим интересно, как образуется камень, какая формула алмаза и можно ли его вырастить в лаборатории. Ученые по-прежнему после столетия опытов не могут ответить на все вопросы с точностью, поскольку в некоторых ситуациях камень ведет себя аномально.

Формула вещества

Состоит алмаз полностью из углерода. Этого элемента содержится около 0,15% в Земной коре. Атомный номер вещества - 6, что говорит о количестве протонов в ядре. Соответственно, у алмазов, которые полностью состоят из углерода, то есть являются аллотропной формой этого вещества, атомный номер такой же.

Расположение атомов у алмаза и графита

Такое понятие, как форма аллотропной модификации, означает, что из простого вещества, например, углерода, могут формироваться другие простые вещества, которые будут отличаться между собой свойствами и строением атомов. То есть содержание одно, а форма и вид - абсолютно разные, взять хотя бы противоположности: графит и алмаз. При этом углерод - один из немногих веществ, которое имеет несколько форм модификаций.

Выделяют такие вещества, которые состоят только из углерода:

• алмаз;
• графит;
• карбин;
• лонсдейлит;
• фуллерены;
• углеродные нанотрубки для изготовления микроволокон;
• графен;
• уголь, сажа.

Интересным вопросом для ученых является вопрос, можно ли превратить одну аллотропную модификацию в другую. Как раз этим они и занимаются по отношению к графиту и другим веществам из этой группы. Поскольку стоимость алмаза - самая высокая, а цена других модификаций ниже. Пока процесс возможен только лишь в обратную сторону: если алмаз нагреть без воздуха до температуры свыше 500 градусов по Цельсию, то камень взорвется и превратится в графит. При этом дальнейшее плавление камня показывает аномальные результаты, отличные от других веществ. А вот в обратном направлении реакция не происходит.

Разница между модификациями объясняется строением кристаллической решетки вещества. Химическая формула тут не играет никакой роли. Вся суть заключается в пространственной конфигурации атомов углерода и связи между ними. Так, в строении алмаза решетка имеет кубическое строение.

Связь между атомами - самая прочная, с точки зрения химии, ковалентная. При этом кубическая система использует всего 18 атомов и считается самой плотной формой упаковки этих частиц. Поэтому алмаз и является самым твердым веществом планеты.

В центрах граней тетраэдра также располагаются атомы, связанные между собой ковалентно. А вот если рассматривать тот же графит, то в его кристаллической решетке часть связей ковалентная, а часть дисульфидная, которая имеет свойство разрываться. Вследствие этого электроны могут мигрировать, и вещество получает металлические свойства.

Но это разбор атомных форм углерода, поскольку именно атомы и формируют кристаллическую решетку. А вот недавно ученые обнаружили и молекулярные формы вещества в составе фуллеренов, многогранников из углерода. Сейчас обнаружили новые молекулярные соединения с содержанием углерода - от С60 до С540, над которыми проводятся исследования.

На основе формулы, а также конфигурации атомов, ученые пытаются воссоздать картину в лабораторных условиях. В природе алмазы находят в кимберлитовых и лампроитовых трубках, а также на россыпях. Камни формируются миллионы лет в определенных условиях с участием магматических пород, сейсмоактивности, а также под действием высоких температур.

Существует и версия о занесении алмаза вместе с метеоритами, поскольку углерода достаточно много в космическом пространстве. А также одну из его модификаций - лосдейлит - ученые обнаружили в составе метеоритов.

На сегодняшний день алмазы изготавливают такими способами:

• Под давлением и высокой температурой в специальных машинах. Ученые добиваются от графита образования новых ковалентных связей. Такой тип камней называют HPHT.
• Пленочный способ происходит также с участием графита, осаждение которого происходит под действием паров метана.
• Производство камней вследствие взрывного синтеза.

Даже несмотря на то, что все знают формулу бриллианта, ну или его не ограненного вещества (алмаза), никто из ученых не смог с точностью воспроизвести камень с таким же строением кристаллической решетки, как это сделала природа. Поэтому стоимость камня держится на высоком уровне, а добыча из недр Земли не прекращается.

Физические свойства алмазов

Примеси в составе алмаза

Конечно, в природе не бывает ничего идеального. Так, и в алмазы входят определенные примеси, которые никак не отображаются на формуле вещества, хотя они влияют на его внешний вид. В частности, меняется оттенок и прозрачность камня, но не его свойства. Количество таких примесей может достигать 1018 атомов на 1 см3. И в зависимости от вида примесей, камень приобретает оттенок, а также меняется стоимость алмаза. Среди таких примесей выделяют:

• кремний;
• кальций;
• магний;
• азот;
• алюминий.

Чтоб не нарушить формулу и состав камня, таких веществ должно быть не более 2% одного вида, и не более 5% в целом. Если количество примесей в алмазе больше, то камень значительно меняет внешний вид и не используется в ювелирном деле, а отправляется на нужды промышленности.

Настолько велика, что обработать его ничем другим, как таким же минералом, невозможно. Его использовали в качестве украшения и для хозяйственных нужд, он становился причиной появления легенд. Считается, что минерал полезен при некоторых недугах и наделен магическими свойствами.

Формула алмаза - С - как и у графита, но если изучить отличия между камнями в химии, то окажется, что последний заметно уступает по многим параметрам. Кристалл не имеет аналогов среди минералов, как натуральных, так и выращенных в лабораторных условиях. Из чего состоит алмаз и так ли велика его прочность, благодаря которой он удостоен звания «самый твердый камень Земли»?

Немного о добыче и цвете

• Результат повышения температуры силикатов, являющихся соединениями кислорода с кремнием. Кристаллы скрываются в коре Земной мантии, а мощные глубинные взрывы выталкивают их на поверхность.
• Формирование под одновременным влиянием высоких температур и давления , вызванных падением метеоритов.

Интерес ювелиров вызывает не более 25 % всех добытых камней. Остальным суждено стать частью промышленных установок и инструментов. Самые мелкие самоцветы превращаются в алмазный порошок.

Цветовая гамма алмазов разнообразна: водянисто-бесцветные, серые, синие, зеленые, .

Многие экземпляры окрашены неравномерно:

• зонально, например, только в верхней части;
• пятнами.

Качество минерала определяет не только цвет или размер, но и наличие/отсутствие включений, дефектов. Разнообразие цветов обусловливает химический состав алмаза и природные условия, при которых происходит его формирование. От этого фактора также зависит невероятная бриллиантовая твердость.

О химических свойствах

Химический состав алмаза чрезвычайно прост – это соединения углерода, массовая доля которых составляет 99,8%. Нормой считается присутствие незначительного количества частичек кальция, бора, азота, магния, кремния или алюминия, проникших в кристаллическую решетку. Это объясняется тем, что абсолютно чистого углерода в природе не существует. Возможно, благодаря примесям алмазы обретают свои уникальные свойства.

Описание, которое имеет кристаллическая структура алмаза, выглядит примерно так: каждый атом, спрятанный в камень, состоит из шести электронов. Под воздействием температур и огромных нагрузок происходит трансформация, в результате чего атомы собираются в определенную цепочку, состоящую из тетраэдров. Перераспределение энергии делает их частью кристаллической ячейки. Частицы, объединенные сигма-связью, получают значительный коэффициент прочности.

Кристаллическая решетка минерала имеет форму гранецентрированного куба. В вершинах располагается по одному атому, а в середине – четыре. Форма кристалла алмаза такова, что 18 атомов оказываются надежно спрятанными внутри. В подобной «упаковке», подкрепленной прочной ковалентной связью, заключается невероятная твердость алмазов.

Уникальные химические свойства алмаза и необычное строение заставляют его люминесцировать разными цветами при попадании в рентгеновские лучи. Подобная характеристика может пригодиться при проверке наличия радиационного излучения.

О свойствах физических

Химическая формула алмаза обуславливает его необыкновенные физические особенности. Они характерны только для этого минерала, и аналогов среди других камней у бриллианта пока нет.

Отличительные свойства алмаза, обусловленные его химическим составом:

• Показатель преломления алмаза находится в пределах от 2,417 до 2,421. Сочетаясь с сильной дисперсией, равной 0,0574 он заставляет нанесенные при обработке грани блестеть, играя на свету.
• Алмаз имеет исключительную плотность, равную 3500 кг/м³ .
• Твердость алмаза занимает наивысшую позицию по шкале Мооса с показателем 10 . Если говорить об абсолютной твердости, то она в 150 и 1000 раз выше, чем у корунда и кварца соответственно.
• Говоря про физические свойства алмаза, нельзя не упомянуть его прекрасные изолирующие свойства , обусловленные практически полным отсутствием электронов.
• Устойчивость к кислотам , способным растворить металлы, которую обеспечивает прочность алмаза, и податливость некоторым щелочным растворам.
• Плавиться камень начинает при температуре 4000 °С и давлении около 11 ГПа .
• Сгореть минерал может, но особо беспокоиться нет смысла: это произойдет только при температуре 850-1000 °С на воздухе и при 720-800 °С под струей кислорода .
• Разогревшись до 2000 °С , находясь в условиях вакуума, алмаз становится графитом и взрывается .

Твердость алмаза настолько велика, что повредить его с помощью металла или другого минерала вряд ли удастся. Но камень может разбиться, упав на прочную поверхность, что говорит о необычайной хрупкости.

Лучепреломление алмазов таково, что, поместив бесцветный кристалл на страницу с печатным текстом, прочитать написанное не получится. Эта характеристика алмаза позволяет отличить подделку от оригинала. Бриллиант вставляется в изделия без фольгированной подложки, если другое не задумано дизайнером, ведь основание, несмотря на кажущуюся прозрачность, все равно останется невидимым.

Алмас - арабизированная форма Adamas (греч., букв, «неодолимый, непобедимый») - алмаз.

Химический состав

Формула алмаза

C (Углерод)

По химическому составу алмаз представляет собой кристаллографическую модификацию (разновидность) углерода и является родным братом графита. По существу как графитовый стержень простого карандаша, так и яркий бриллиант в перстне являются чистым углеродом. Различие свойств этих двух родственных минералов состоит в их внутренней структуре - расположении атомов в решетке, связанном с физико-химическими условиями образования этих минералов.

Алмаз в природе

Алмаз. Фото октаэдрического кристалла. Якутия

В природе минерал встречается в виде отдельных кристаллов и их обломков, а также в форме кристаллических агрегатов, т. е. сростков большого числа мелких кристаллов. Внешне кристаллы этого минерала весьма разнообразны.
Вес кристаллов алмаза, встречающихся в природе, различен - от сотых долей до нескольких сот и даже тысяч каратов (1 карат равен 200 миллиграммам). Чаще всего попадаются мелкие кристаллы весом 0,1-0,4 карата, реже - весом в 1 карат и более и совсем редко более 10 каратов. Поэтому с древних времен находка крупного кристалла являлась большим событием, и такому камню всегда присваивалось собственное имя.

Свойства алмаза

Самые сильные кислоты не оказывают на него никакого воздействия. Очень медленно растворяется лишь в расплавах щелочей.
Если для технического алмаза основными свойствами являются высокая твердость и химическая стойкость, то для ювелирного качества важнейшим признаком является особый блеск и игра цветов, Благодаря высокому показателю преломления белый луч света, падая под углом на кристалл, не проходит сквозь него, а отражается от граней и разлагается на отдельные цветные лучи. Камень как бы светится всеми цветами радуги. В сочетании с сильным блеском граней это явление создает исключительно красивую игру цветов.
Под действием ультрафиолетовых, рентгеновских и катодных лучей алмаз светится синеватым, голубоватым, зеленоватым и желтым цветом. Это явление называется люминесценцией. Данной способностью иногда пользуются при извлечении кристаллов из концентрата.

Цвет различный, чистые разности бесцветны, водяно-прозрачны, иногда имеют оттенки коричневого, красного, желтого, синего и других цветов. Отличается сильным, так называемым алмазным, блеском. Твердость 10. Плотность 3,5. Спайность совершенная (по октаэдру). Излом раковистый. Прочие свойства: хрупкость, химическая стойкость; люминесцирует в ультрафиолетовых лучах голубовато-синим цветом.

Разновидности

Различают ювелирные и технические.

Диагностика

Происхождение

Магматическое (трубки взрыва). Накапливается в россыпях.

Технологии извлечения алмаза

В настоящее время при разработке технологии добычи алмазов используют другое их характерное свойство - способность не, смачиваться водой и прилипать к некоторым жирам. На алмазодобывающих предприятиях широко распространен метод извлечения алмазов из концентратов на жировых столах.
В кислороде при температуре 700° С алмаз сгорает, образуя углекислоту и небольшое количество золы.
По особенностям кристаллической формы и сохранности кристаллов, степени прозрачности и густоты окраски, а также в зависимости от того, имеются ли в них включения и механические повреждения, алмазы делятся на ювелирные и технические. К ювелирным относятся прозрачные бесцветные или светлоокрашенные кристаллы без включений и механических повреждений. Такие алмазы идут на изготовление бриллиантов.

История добычи в мире

Первой страной, где начали добывать алмазы, была Индия. В священных индийских книгах - «Ведах» алмаз упоминается за несколько тысячелетий до нашей эры. Алмазоносный район распространялся на большую площадь нагорной части Индии, называемой Декан, простирающийся от реки Пеннер в штате Мадрас в северном направлении до рек Сон и Кен, впадающих в о. Ганг в провинции Прадеш. Самые крупные индийские алмазы «Кохинур», «Орлов» и другие найдены в богатых копях Голконда, располагавшихся в нижнем течении реки Кистна, в районе города Эллура.

Добыча в Индии

Долгое время способы добычи алмазов в Индии были покрыты глубокой тайной. Владельцы камней специально облекли таинственностью алмаз, чтобы поднять на него цену. Поэтому в индийской литературе правда настолько перемешалась с вымыслом, что невозможно было отделить их друг от Друга. А. Е. Ферсман в книге «Очерки по истории камня» приводит одну такую легенду, имеющуюся в рассказах Аристотеля о драгоценных камнях. Алмазы в Индии и на Цейлоне находили в таких глубоких долинах, что дна их не было видно. Когда Александр Македонский Во время похода в Индию встретил такую долину, он пожелал получить алмазы. Однако никто из людей не отважился спуститься в пропасть, где водились ядовитые змеи. По совету сопровождавших его мудрецов, Александр приказал бросать на дно пропасти куски сырого мяса. Летевшие за войском хищные птицы, спускаясь за мясом, поднимали приставшие к нему алмазы. Добываемые таким путем алмазы: бывали величиной с чечевицу, иногда с пол горошины. Эта легенда встречается в литературных источниках Индии в разных вариантах.
Рассказы о добыче алмазов из недоступной пропасти с помощью птиц были широко распространены в древней литературе. Они имеются у Эпифания Кипрского, в армянском сборнике о камнях, в русском «Азбуковнике», у Марко Поло и других.
Эти легенды остроумно высмеял еще в начале нашей эры выдающийся узбекский естествоиспытатель Бируни (973-1048 гг.). Вот что он писал в своей книге «Собрание сведений для познания драгоценностей (минералогия)»:
«Об алмазных копях и о том, как находят алмазы, рассказывается много небылиц. Так, в числе прозвищ алмаза есть и имя «Орлиный камень»; и оно ему дано, как говорят, потому, что искатели алмазов покрывают гнездо с птенцами орла стеклом, а орел, видя его и не будучи в состоянии проникнуть в гнездо, улетает, приносит алмаз и кладет его на стекло. Когда алмазов соберется много, искатели забирают их и убирают стекло, для того чтобы орел подумал, что он добился успеха тем, что сделал; через некоторое время они опять кладут стекло на гнездо и орел снова приносит алмазы... рассказ в целом - глупость, вздор и выдумка.
Таким же вздорным является утверждение, что все существующие сейчас алмазы - это те, которые добыл Зу-л-Карнайн из долины (алмазов). Там находились змеи, от взгляда на которых люди умирали. И вот он приказал впереди нести зеркало, позади которого и прятались те, которые несли его. Когда змеи увидели себя (в зеркале), они тут же и околели. Но ведь и до того одна змея видела другую и не умирала, а ведь самому телу была бы более свойственна способность убивать, чем его отражению в зеркале. Если же то, что они говорят, касается только людей, то почему же должна умирать змея, увидев себя в зеркале? И, наконец, если люди узнали то, что придумал Зу-л-Карнайн, то что же мешает им повторить его. дело после него?
Есть и такие люди, которые утверждают, рассказывая об алмазах, что они находятся в пропасти, куда ни для кого нет ни прохода, ни спуска, и что промышляющие ими люди разрезают на части тело животного и бросают туда куски свежего мяса, которые падают на алмазы, и они прилипают к ним. А там летают орлы и грифы, которые знают эти места и привыкли к таким действиям людей, перестали бояться их и к ним приручились. Они хватают мясо и несут его на край ущелья, где начинают его пожирать, стряхивая с него все то, что к нему пристало... Затем приходят люди и подбирают то, что может упасть там из алмазов. Поэтому и называют «Орлиный камень». И нет конца этим бредням». Бируни. Собрание сведений для познания драгоценностей.
Распространению всевозможных легенд способствовали сами владельцы алмазов, так как облечение камня таинственностью, небылицы о трудностях его добычи помогали устанавливать высокие цены.
Между тем добыча алмазов производилась довольно простым и всем доступным способом. Бируни указывает, что алмазный песок промывался так же, как золотоносный; песок смывался с конического лотка, а алмаз оседал внизу.
В Индии, как правило, добывались только высококачественные крупные камни, которые можно было в естественном виде после шлифования граней использовать как украшения. Непригодные для этой цели алмазы выбрасывались в отвалы. Здесь уже в древности существовала кастовая классификация. Белые кристаллы относились к высшей касте «брахманов», с красноватым оттенком - к «кшатриям», зеленоватые - к «войшье», серые - к «шудрам». Самую высокую Ценность имели «брахманы», самую низкую - «шудры». Это была первая попытка классифицировать по цвету.
Вплоть до X века нашей эры Индия была единственным в мире поставщиком алмазов.
В VI-X веках нашей эры индийские эмигранты проникли на остров Борнео (Калимантан) и открыли здесь богатые алмазоносные россыпи в бассейне рек Ландак, Сикоям и Саравак, впадающих в р. Капуас на западе
острова. В конце XVII века минералы были открыты на полуострове Тана-Ляут (в бассейне р. Мартапура и ее притоков Риам-Кива, Риам-Канан и Банджо-Иранг), около города Банджермаски (на юго-востоке острова).
Остров Борнео совместно с Индией до середины XVIII века являлись основными поставщиками и только они снабжали мировой рынок алмазами.

Добыча в Бразилии

В 1695 г. в Бразилии в штате Минас-Жераис старатель Антоний Родриго Ардао при промывке золота в Теджуко (ныне Диамантина) обнаружил первые алмазы. Но тогда по незнанию им не придали особого значения, и найденные кристаллы использовались в качестве марок при игре. Так продолжалось почти 30 лет. В 1725 г. Бернардо да-Францеско Лабо первым заявил об открытии алмазов. Специалисты Лиссабона подтвердили, что найденные камни действительно являются алмазами. В Бразилии началась алмазная лихорадка. Старатели - одиночки и группы предприимчивых людей кинулись на поиски и добычу алмазов, Последних было добыто так много, что уже в 1727 г., т. е. спустя два года после заявки Лабо, цена на алмазы резко упала. Для того чтобы сохранить на мировом рынке высокие цены, алмазоторговцы прибегали к всевозможным ухищрениям. Голландские торговцы, например, контролировавшие поставки алмазов из Индии, заявили, что в Бразилии вообще не открыто никаких алмазов и что, якобы, так называемые «бразильские» алмазы есть не что иное, как низкосортные алмазы Гоа, завезенные в Бразилию, откуда их вывозили в Европу под видом индийских.
В 70-х годах XVIII века алмазы были обнаружены в штатах Гояс и Мату-Гросу. Добыча их еще более возросла. Если с 1730 по 1740 г. было добыто 200 000 каратов, то с 1741 по 1771 г. уже 1 666 569 каратов.
Падение цен на алмазы было приостановлено португальским правительством, которое ввело высокие налоги и поставило такие обременительные условия, что разработка алмазов в Бразилии прекратилась. В 1772 г. добыча алмазов была объявлена государственной монополией. В 1822 г. Бразилия освободилась от португальского владычества и стала самостоятельным государством. Правительство страны вновь разрешило частным лицам добывать алмазы. В 1844 г. алмазная промышленность Бразилии получила новый толчок в связи с открытием алмазов в штате Байя. Именно здесь был впервые найден черный алмаз - карбонадо.
Полтора столетия Бразилия была основным поставщиком камней на мировой рынок, но затем слава ее померкла в связи с открытием богатейших южноафриканских месторождений.

Добыча в Австралии

В 1851 г. при промывке золотых и оловянных россыпей были обнаружены в Австралии. Но промышленными оказались лишь россыпи Нового Южного Уэльса, открытые в 1859-1867 гг., где в отдельные годы добывалось до 4000 каратов. Рост добычи происходил до 1915 г., когда было получено 186 963 карата, после этого добыча их резко упала из-за истощения россыпей; теперь там добывается немногим более 200 каратов в год.

Добыча в России

Первое высказывание о возможности нахождения алмазов в России принадлежит основоположнику русской горной науки М. В. Ломоносову, который еще в 1763 г. писал в своем трактате «Первые основания металлургии, или рудных дел»: «По многим доказательствам заключаю, что и в северных земных недрах пространно и богато царствует натура... Сие рассуждая и представляя себе то время, когда слоны и южных земель травы на севере важивались, не можем сомневаться, что могли произойти и алмазы, яхонты и другие дорогие камни, а могут отыскиваться, как недавно серебро и золото, коего предки наши не знали».
Позднее, в 1823 г., известный естествоиспытатель XIX века А. Гумбольдт отметил сходство геологии россыпей Урала и Бразилии, где в россыпных месторождениях алмазы встречаются вместе с золотом и платиной. По мнению этого ученого, алмазы на Урале должны были быть открыты в скором времени. В 1828 г. на приеме при русском дворе Гумбольдт заявил, что он не возвратится из своего путешествия по Уралу без «первого русского алмаза».
5 июля 1829 г. на Урале в районе Крестовоздвиженской золотой россыпи 14-летний Павел Попов нашел первый кристалл алмаза, который весил полкарата. Через три дня был найден второй кристалл весом 2/3 карата, а через несколько дней - третий весом 1/г карата. В последующие годы они были обнаружены и в других местах Урала: на восточном склоне (1831 г.), на р. Кушайке - левый приток р. Салды (1838 г.); на Успенском прииске в Верхнеуральском уезде (1839 г.); по р. Серебряной (1876 г.). Следующая находка алмаза относится к 1884 г. на россыпи по р. Журавлик - притоку р. Ис, в 1891 г. в россыпи р. М. Сап, вблизи села Аятского. В 1892 г. они были найдены на золотоносных россыпях Южного Урала. Один алмаз был найден вблизи села Кочкарь, другой - на Викторовском прииске по р. Каменке. Два алмаза в 1895 г. нашли по р. Положихе, близ деревни Колтыши. Имеются упоминания о находке двух алмазов по р. Бобровке в Нижне-Тагильском районе.
На Крестовоздвиженских золотых промыслах, где был найден первый алмаз, за период с 1829 по 1858 г. был найден 131 кристалл общим весом 59,5 карата. А всего на Урале с 1829 по 1920 г. найдено 239 алмазов общим весом 79,242 карата. Наибольший из найденных камней весил около 3 каратов.
Почти все кристаллы были найдены случайно старателями при промывке золотосодержащих песков. Спеальных поисков на алмазы проводилось очень мало. Имеются сведения о таких поисках только в Адольфовком логу (Урал). Владельцы золотых приисков и управление казенных заводов пытались организовать ски. Так, в 1828 г. по казенным заводам был широко опубликован «высочайший указ», который гласил: «Для поощрения к отысканию алмазов учредить приличные денежные награды тем, которые будут находить сие драгоценное ископаемое в округах казенных заводов».
В 1888 и 1895 гг. на Крестовоздвиженских приисках были организованы специальные выставки кристаллов алмаза с целью ознакомления старателей с внешними особенностями этого драгоценного камня. В 1898 г. бывшим владельцем Крестовоздвиженских приисков П. Шуваловым был приглашен французский инженер Б. Бутан, пытавшийся внедрить здесь методы поисков, применяемые на россыпях Южной Африки, а также систематическую расшурфовку россыпи, отсадку промы-того материала и разборку концентрата на столах. Позднее, в 1902-1903 гг., на Адольфовских и Крестовоздвиженских россыпях еще раз проводились разведки на алмазы с рудоразборкой промытого материала. Однако положительных результатов проведенные работы не дали.
В других районах нашей страны единичные находки алмазов были известны в Енисейской тайге (по р. Мельничной и Точильному ключу) и на Кольском полуострове (по р. Паз). В 1936 г. были получены указания на алмазоносность Восточного Саяна, где микроскопические осколки алмаза фиксировались в коренной породе- в углеродистом перидотите, но позднее не подтвердились.
По литературным данным, за период с 1829 по 1937 г. в России найдено 270-300 кристаллов, причем 250 кристаллов были обнаружены на западном склоне среднего Урала. Однако промышленных месторождений алмазов ни в одном районе не нашли. Причины этой неудачи, очевидно, заключаются в том, что геологические, поисковые и разведочные работы проводились в небольших объемах; достоверно не были известны коренные источники алмазных россыпей, а взгляды ученых по вопросу о происхождении алмазов в коренных месторождениях были самые различные, отсутствовали достаточно надежные методы поисков, разведки, опробования и выявления алмазов в разведочных пробах.
Новый период в истории изучения алмазов в нашей стране начался с 1938 г. С этого времени проводятся поисковые и разведочные работы на алмазы в широких масштабах. Для этих целей были привлечены многие геологические организации и научно-исследовательские институты страны. Ряд институтов приступил к разработке методики и технологии обогащения алмазоносных пород. В результате поисковых работ, проведенных в 1938-1939 гг., был открыт ряд алмазоносных россыпей на среднем Урале, в нижнем и среднем течении р. Койвы и в среднем течении р. Вижай.
Промышленная добыча алмазов в СССР началась с 1941 г. В результате геологопоисковых и разведочных работ в 1941-1945 гг. был выявлен ряд новых месторождений на среднем Урале. Однако все они отличались низким содержанием алмазов и небольшими запасами. Поэтому возникла необходимость усилить геолого-поисковые работы на Урале с целью поисков более богатых месторождений, организовать научные и геологопоисковые работы в новых районах страны. Для выполнения этих задач были значительно расширены поисково-разведочные работы на Урале и организованы поиски алмазов в Енисейском кряже, в Восточном Саяне, в бассейне рек Ангары и Подкаменной Тунгуски, на Кольском полуострове, на Дальнем Востоке, в Восточной и Западной Сибири и на Северном Кавказе. Одно¬временно на Урале развивалась добыча алмазов, для чего строились новые предприятия, разрабатывались и совершенствовались более производительные способы извлечения.
Однако указанные темпы развития геологоразведочных и эксплуатационных работ оказались недостаточными для резкого увеличения добычи.
Первые сведения о находках алмазов в бассейне р. Вилюй в Якутии сообщил якутский краевед геолог - самоучка Петр Хрисанфович Староватов. В своей статье «Минеральные богатства бассейна реки Вилюй».
До революции двух очень ценных камней на реках Чоне и Кемпендяе. Один старатель мыл золото на Чо- не. На мелком месте он увидел камень, игра которого на солнце привлекла его внимание. Приехавший из г. Олекминска скупщик золота выменял у него этот ка¬мень за полтора фунта табака. На другой год скупщик опять приехал на то же место и стал расспрашивать про старателя, у которого купил камень. Старателя здесь уже не было. Скупщика спросили: «Зачем ищешь этого старателя?» «Больно дорого продал полученный у него камень, хочу добавить», - был ответ... Второй случай произошел на Кемпендяйском курорте с неким Исаевым, который выгодно выменял один камень на очень ценные в то время товары.

В этой статье Староватов не называет «ценные камни» алмазами, но, по-видимому, это были они. По данным якутского краеведа Модеста Кротова, изучавшего архив Староватова, известно, что в сентябре 1939 г. Центральные геологоразведочные организации уже получили от Староватова конкретные сведения о находках алмазов в бассейне р. Вилюй; эти сведения основаны не на устных рассказах очевидцев, а на собственных находках Староватова.
О деятельности Староватова в литературе о якутских алмазах до сих пор ничего не упоминалось. Впервые о нем упомянул доктор технических наук Н. В. Черский в своей книге «Богатства недр Якутии». Между тем X. Староватов по существу является первым челове- ком, указавшим на наличие в бассейне р. Вилюй алмазов.

В 1949 г. алмазы были обнаружены в Якутии по р. Вилюй, в связи с чем центр геологоразведочных работ был перенесен на Сибирскую платформу. В 1950 г. алмазы были найдены в долине р. Маржи, а в последующие годы в Вилюйском районе выявлено много алмазосодержащих россыпей: по рекам Вилюй, Марха, М. Ботуобия, Далдын, Тюнг, Моркока и др.
Замечательным событием ознаменован 1954 г., когда была открыта первая кимберлитовая трубка, которая оказалась алмазоносной. Последующие разведки показали, что содержание алмазов в этой трубке было низкое, и она оказалась непромышленной, однако значение этого открытия, безусловно, велико. Кончились споры об источниках сибирских алмазов, так как каждый мог видеть и алмазы в породе, и типичный спутник алмаза - кроваво-красный пироп. Кроме того, и сами кимберлиты - материнские породы алмазов - представляли огромный научный интерес. В этом же году обнаружены богатые россыпи алмазов в системе бассейна р. Ботуобия и в особенности по р. Ирелях.

В июне 1955 г. были открыты богатые коренные месторождения алмазов одновременно в двух районах: в Малом Ботуобинском - кимберлитовая трубка «Мир» и в Далдынском - кимберлитовая трубка «Удачная», а уже с 1956 г. наряду с разведкой здесь успешно шла попутная добыча алмазов. В 1957 г. на трубке «Мир» началась опытная промышленная добыча алмазов.
Россыпные и коренные месторождения алмазов, открытые в 1954-1955 гг. в Вилюйском районе республики Якутия, являются крупнейшими месторождениями мирового значения. На их базе создана алмазная промышленность, которая полностью обеспечивает потребности нашей страны в алмазах.

Алмаз - минерал, который является не чем иным, как модификацией углерода. Чистый алмаз имеет формулу, состоящую всего из одного элемента. Камень обладает уникальными свойствами в природе, поэтому кристаллическая решетка алмаза заинтересовала ученых, и структура вещества продолжает изучаться.

Идеальный алмаз можно представить как гигантскую молекулу углерода. Состав минерала ученые изучили только в конце XVIII века. С того момента начались попытки искусственного синтеза алмаза в лабораториях, но они были бессмысленными, поскольку отстроить кристаллическую решетку с нуля не получалось.

Структура алмаза

А еще техника не была на таком уровне, чтоб создать условия для образования алмаза. Только в пятидесятых годах ХХ века ученые смогли синтезировать алмаз самостоятельно. Этим занимались такие страны, как СССР, США и ЮАР.

Строение вещества

Вся загвоздка и сложность производства заключалась в уникальной структуре алмаза. Между атомами в химии может сформироваться четыре типа связи:

• ковалентная;
• ионная;
• металлическая;
• водородная.

Самая прочная из них - ковалентная связь. Она также имеет свои подвиды: сигма-связи и пи-связи. Второй подвид менее прочный. В алмазе есть несколько миллионов атомов углерода, которые соединены между собой с помощью ковалентных связей.

Пространственное расположение атомов и их соединения называются кристаллической решеткой. Именно ее строение и обусловливает такую характеристику, как твердость вещества. Элементарная ячейка структуры алмаза выглядит как куб. То есть алмаз кристаллизуется в кубической сингонии, если пользоваться научной терминологией.

На вершинах этого куба находится по атому углерода. По одному атому располагается в каждой грани, а еще четыре - внутри куба. Центральные атомы в гранях являются общими для двух ячеек, а те, что находятся в вершинах куба, - общие для восьми ячеек. Между собой атомы соединены ковалентными сигма-связями.

Такая структура и упаковка считается наиболее плотной. Каждый атом углерода располагается в центре тетраэдра и связан по всем сторонам. Поскольку валентность углерода равняется четырем, то все связи оказываются перекрытыми, и взаимодействие с веществом со стороны невозможно.

Расстояние между атомами одинаковое, свободных электронов нет, поэтому минерал является хорошим диэлектриком. Твердость алмаза достигается именно благодаря такому строению. Эти характеристики, в свою очередь, и стали причиной широкого использования камней. Они применяются не только в ювелирном деле, но и в качестве абразива, а также покрытия для инструментов.

Но не все в природе идеально. Даже в алмазах часто встречаются примеси. Такая структура позволяет минералу выглядеть абсолютно прозрачным, без включений. Но добываемые камни не всегда обладают ювелирными свойствами из-за большого количества дефектов и примесей.

Кристалл алмаза может содержать такие вещества:

• алюминий;
• кальций;
• магний;
• гранит.

Иногда в составе встречается вода, углекислота или другие газы. Примеси в кристалле располагаются неравномерно и несколько нарушают кристаллическую структуру. Если дефекты располагаются на периферии, что происходит чаще, тогда с ними можно бороться с помощью огранки.

Аллотропные модификации

Не только алмаз имеет подобный тип строения кристаллической решетки. Другие элементы из четвертой группы также имеют похожую структуру. Но все дело в атомной массе. Атомы углерода располагаются на близком расстоянии друг от друга, что делает связи прочнее. А вот с увеличением атомной массы элементы располагаются дальше и прочность соединений между ними падает.

А также у углерода есть в природе аллотропные модификации, куда, кроме алмаза, входят и другие вещества:

• графит;
• лонсдейлит;
• сажа, уголь;
• фуллерены;
• углеродные нанотрубки.

Ученых интересовала возможность превращения графита в алмаз. Сделать это можно только под действиями очень высокого давления и температуры.

Все дело в том, что графит отличается по пространственному расположению атомов и связям между ними. Если у алмаза все связи ковалентные-сигма, то пространственные связи графита - пи-соединения. А также в решетке графита остается несколько свободных электронов у атомов, которые перемещаясь, создают эффект электропроводности. Такая форма решетки называется гексагональной. Поэтому графит по шкале твердости имеет показатель единицу.

Лонсдейлиты еще не изучены окончательно, поскольку их добывают либо искусственно, либо из метеоритов, упавших на землю.

А вот фуллерены имеют кристаллическую решетку, напоминающую мяч, сложенный из восьмиугольников. По углам фигур расположены не атомы, а молекулы углерода. Эти вещества также продолжают исследовать.

Химический состав алмаза записывается формулой или элементом С.

Кроме показателя твердости - 10 из 10 по шкале Мооса - алмаз обладает такими характеристиками:

• Плотность - 3,5 г/см3.
• Камень довольно хрупкий. Несмотря на твердость, алмаз можно разрушить резким ударом.
• Спайность. Плотность у вещества неравномерная. Камень раскалывается по параллельным граням кристалла. Спайность должна учитываться при огранке камня, поскольку расчет ювелира и последующий удар определяет плоскость скола и отсекает ненужные примеси.
• Камень должен быть прозрачным. Тогда после огранки он будет играть на свету. Самые дорогие экземпляры называют алмазами чистой воды. Но все равно встречается до 5 % примесей в структуре, что искажает кристаллическую решетку, а иногда и портит вид камня.
• Если воздействовать на камень рентгеновскими лучами, то прочность ковалентных связей нарушится. В результате решетка станет рыхлой и твердость вещества также снизится. Но после этой процедуры появится интересное свойство: камень будет излучать свет в синей и зеленой части спектра.

В природе добытый минерал имеет форму кристалла с разным количеством граней. Иногда добывают не полные камни, а только сколы от больших алмазов. Определить скол это или полноценный минерал можно, изучив строение кристаллической решётки. Грани минералов часто покрыты наростами и углублениями.

Цвет алмаза также отличается разнообразием. Встречаются желтые, красноватые или даже черные оттенки алмазов. Конечно, кристаллическая решетка у камней изменена. Но свойства от этого страдают не сильно. Такие минералы называют фантазийными. Их окраска может быть неравномерной и зависеть от примесей в структуре.

Идеальное строение существует только у искусственных алмазов. Производство этих камней требует затравки в виде натурального кристалла, а также большого количества денежных вложений и аппаратуры. Но именно изучение кристаллической решетки и повлияло на развитие этой отрасли.