Алмазы — драгоценные минералы, с глубокой древности привлекающие людей своими исключительными оптическими свойствами. Правильно ограненные, они показывают большие показатели преломления и дисперсии, красиво сверкая и разлагая световые лучи на спектральные составляющие. Откуда взялось на Земле это чудо, как рождаются алмазы?
Происхождение у алмаза сложное и противоречивое, потому ученые до сих пор до конца с ним не определились. Сомнению не подвергается лишь одно: минерал состоит из собранных в кристаллическую решетку атомов углерода. Родоначальником камня считается графит, который отличается другой молекулярной структурой.
В геологическом смысле алмазы являются одними из самых древних минералогических образований на земле, сформировавшихся не менее нескольких сотен миллионов лет назад. Согласно наиболее распространенной версии, эти кристаллы появились из графита, подвергшегося воздействию определенных экстремальных физико-химических процессов при участии сплавов, попавших на мантийные глубины в результате сдвигов и погружений блоков земной коры. Процесс образования драгоценного минерала начинается благодаря этим катализаторам, запускающим кристаллизацию.
По этой мантийно-магматической версии считается, что формирование кристалла проходит в земной мантии на больших глубинах — около 140-200 километров. При этом непременным условием, когда растут алмазы, является крайне высокое давление порядка 4,5-6 ГПа и температура в районе от +1100 до +1400 °С. Только тогда, когда создаются благоприятные обстоятельства, происходит глобальная метаморфоза углерода.
Дело в том, что графит образован из довольно слабо связанных между собой слоев. В каждом из них атомы находятся в вершинах шестиугольных (гексагональных) решеток. Из-за слабых внутренних взаимосвязей графит, попав в экстремальные условия, претерпевает аллотропическое превращение (то есть изменение кристаллической решетки), кристаллизуясь в форме октаэдра. Переходит в другую модификацию с плотно упакованной кубической структурой, когда каждый атом углерода накрепко связан с четырьмя «собратьями». Такое расположение атомов объясняет необычайную твердость минерала.
Существует другая «внеземная» версия, по-своему объясняющая, как создается алмаз. Некоторые специалисты полагают, что самоцветы попадают на землю с метеоритами, внутри которых они находятся. Ведь неоднократно при обследовании метеоритных обломков обнаруживались целые кристаллы этого минерала или его небольшие остатки. Но более логичной кажется версия, что алмазы формируются только при сильном ударе «космического булыжника» с земной поверхностью, когда провоцируется выделение огромного количества тепловой и механической энергии.
Принято считать, что алмазоносный слой образовался в архейский период. Миллионы лет драгоценные минералы покоились в породах мантийного происхождения (кимберлитах) на огромных глубинах. Во время тектонических сдвигов континентальных платформ земная кора прорывалась, и магматические расплавы вырывались наружу. В тех местах, где кимберлитовая магма во время вулканических взрывов поднималась наверх, сформировались коренные алмазные месторождения — так называемые кимберлитовые трубки.
Сформировавшийся в верхних слоях земной мантии расплавленный кимберлит под влиянием чрезмерно высокого давления и экстремальной температуры стремительно расширялся. Магматическая масса выдавливалась наружу, извергаясь и выплескиваясь на поверхность. Алмазоносную породу она «по дороге» захватывала с собой. Магма застывала в виде вертикальной трубки, «морковки» или бокала на тонкой ножке. До 10% этих геологических образований содержат алмазные включения.
Процесс «перерождения» алмазов во всем известные сверкающие бриллианты долог и тернист. Сначала разрабатываются найденные алмазные месторождения. Находят их сейчас преимущественно с воздуха, пользуясь специальными приборами, указывающими аномальные геомагнитные зоны с возможным залеганием алмазоносной руды. На месте обнаружения кимберлитовой трубки появляется масштабный открытый карьер.
Добываемый кимберлит доставляется на обрабатывающие предприятия. Там порода дробится, промывается, а потом отправляется на рентгенолюминесцентный сепаратор. Алмазоносная руда облучается рентгеновскими лучами, под воздействием которых драгоценные минералы испускают своеобразное свечение, улавливаемое фотоэлектронными датчиками. Получив соответствующий сигнал, включается механизм выборки (воздушная струя), нужный самородок из общей кимберлитовой массы выбивается и отправляется в бункер.
Потом отобранные самоцветы попадают на сортировку к специалистам-оценщикам, которые визуально определяют их пригодность для дальнейшей обработки. Камни, имеющие ювелирное качество, переправляются на огранку. Пользуясь узкоспециализированным программным обеспечением, огранщики выбирают, как оптимально обработать минерал, чтобы наилучшим образом раскрыть его красоту и эстетический потенциал, при этом максимально сохраняя его вес.
Конечные великолепные бриллианты получаются в результате высокоточной огранки на специальных шлифовальных станках особыми дисками и пилами с алмазным напылением на большой скорости вращения (2500 об/мин). Сначала делаются линейные грани в определенном, предусмотренном технологией порядке, затем — окончательная финальная шлифовка. На изготовление сверкающего роскошного кристалла нередко уходит довольно много времени — до четырех месяцев кропотливой работы. Ограненные минералы отправляются на сертификацию.
Алмазы — свидетели почти всей истории Земли и результат удивительных, еще не до конца изученных природных процессов. На все времена они остаются сверкающими символами красоты, роскоши и неизмеримой прочности, превзойти которую пока мало кому удалось.