Алмазы состоят из атомов углерода, расположенных в кристаллической структуре. Алмазы образуются глубоко под землей в условиях сильного тепла и давления. Источником углерода являются отложения органических материалов, которые были частью древних форм жизни. Алмазы могут образовываться в нескольких типах скальных образований и вулканических трубках. Уникальные свойства алмазов, включая твердость, блеск и форму кристалла, определяются их молекулярной структурой.
Алмазы образуются из атомов углерода, подвергающихся воздействию огромного тепла и давления глубоко под землей. Необходимые условия возникают на глубине 80–120 миль (130–200 км) под поверхностью Земли, где температура может достигать более 2000 °F (1100 °C). На этой глубине давление может быть более чем в 45 000 раз больше поверхностного давления.
На протяжении миллиардов лет природные силы перемещают отложения углерода вниз, где они сжимаются и нагреваются в кристаллы алмаза. Источником углерода являются останки древних живых организмов. Планктонные окаменелости и растительное вещество накапливаются на дне океанов и в дельтах рек, образуя осадочные отложения. В течение длительных периодов времени тектонические движения плит погружают эти богатые углеродом отложения глубоко в мантию.
Обычно алмазы образуются в одной из двух геологических структур:
Кратоны — это древние стабильные блоки континентальной коры. Нижняя часть кратонной породы простирается глубоко в мантию, как корни. Алмазы образуются внутри этих кратонных корней на глубине от 150 до 200 км, где условия подходят для кристаллизации. Корни кратонов являются постоянным источником углерода для подпитки роста алмазов.
Вулканические трубки встречаются в вертикальных цилиндрических шахтах, образованных вулканической активностью. Поскольку магма быстро поднимается из мантии, она может переносить алмазы и другие глубоко залегающие минералы вверх. Магма действует как быстрый лифт, который позволяет алмазам достигать поверхности в затвердевшей вулканической породе. Кимберлитовые и лампроитовые трубки являются основными алмазоносными трубчатыми структурами.
Алмазы обладают уникальным сочетанием физических и химических свойств, которые делают их ценными как драгоценные камни и промышленные абразивы.
Алмазы являются кристаллическими аллотропами элемента углерода. Атомы углерода связаны тетраэдрически с четырьмя другими атомами углерода, создавая жесткую трехмерную решетчатую структуру. Плотная кристаллическая решетка придает алмазам твердость и прочность.
Алмазы являются самым твердым известным природным минералом с рейтингом 10 по шкале твердости Мооса. Прочные углеродные связи делают его устойчивым к царапинам и резке. Твердость алмаза позволяет использовать его в качестве абразива для режущих инструментов.
У алмазов чрезвычайно высокий показатель преломления, что обеспечивает им замечательную оптическую дисперсию и огонь. Свет, проходящий через алмаз, разделяется на вспышки спектральных цветов. Хорошо ограненные алмазы демонстрируют исключительный блеск и сверкание.
Алмазы естественным образом образуются в виде октаэдрических кристаллов, хотя могут встречаться куб, додекаэдр и другие формы. Огранка граней на алмазах усиливает оптические эффекты.
Алмазы оцениваются и классифицируются в соответствии с 4C — огранка, чистота, цвет и вес в каратах. Эти характеристики определяют качество и стоимость отдельных алмазов.
Огранка относится к углам и пропорциям граней, нарезанных на необработанном алмазе. Хорошо ограненные бриллианты имеют больше блеска и огня. Бриллианты ограняются в соответствии с различными формами, такими как круглая бриллиантовая, принцесса, овальная и т. д.
Природные бриллианты часто содержат родимые пятна и недостатки, известные как включения. Бриллианты с меньшим количеством включений и изъянов имеют большую чистоту. Бриллианты классифицируются от безупречных (FL) до включенных (I3) на основе видимости включений при 10-кратном увеличении.
Цвет бриллиантов варьируется от D (бесцветный) до Z (желтый/коричневый). Наиболее желательны бесцветные и почти бесцветные сорта. Микроэлементы, такие как азот, могут вызывать заметные желтые или коричневые оттенки. Бриллианты фантазийных цветов в оттенках желтого, розового или синего встречаются редко и ценятся.
Вес в каратах измеряет массу бриллианта. Один карат равен 200 миллиграммам. Более крупные алмазы встречаются гораздо реже и ценнее. Высококачественные алмазы весом в один карат ценятся в ювелирных изделиях.
| Название | Вес в каратах | Описание |
|---|---|---|
| Бриллиант Хоуп | 45,52 | Знаменитый исторический голубой алмаз с редким естественным темно-синим цветом. |
| Бриллиант Куллинан | 3106 | Самый большой необработанный драгоценный алмаз из когда-либо найденных. Ограненный на 9 крупных бриллиантов для британских коронных драгоценностей. |
| Koh-i-Noor | 105,6 | Овальный белый бриллиант с противоречивой историей владения. Часть британских коронных драгоценностей. |
| Великая звезда Африки | 530,2 | Самый большой ограненный бесцветный бриллиант. Вставлен в скипетр британского монарха. |
Мировая добыча алмазов производит более 130 миллионов карат в год. Алмазы добываются на всех континентах, кроме Антарктиды. Основные регионы добычи — Африка, Россия, Австралия и Канада. После добычи необработанные алмазы отправляются в торговые центры для сортировки и оценки. Большинство алмазов ювелирного качества гранятся и полируются в Индии, Китае и Таиланде. Алмазная промышленность объединяет шахтеров, торговцев необработанными алмазами, производителей, ювелиров и потребителей.
Ювелирные изделия с бриллиантами на протяжении столетий были желанными символами любви, преданности и статуса. Бриллианты широко используются в обручальных кольцах, обручальных кольцах, ожерельях, серьгах и других ювелирных изделиях. Современные технологии позволили производить доступные, массовые ювелирные изделия с бриллиантами, используя небольшие бриллианты, оправленные в золото или серебро. Имитаторы бриллиантов, изготовленные из кубического циркония и муассанита, имитируют блеск бриллиантов за малую часть стоимости.
Хотя драгоценные алмазы имеют самые высокие цены, 80% добываемых алмазов непригодны для ювелирных изделий и используются в промышленных целях. Эти алмазы могут иметь дефекты, иметь неправильную форму или быть мелкими кристаллами. Промышленное применение зависит от твердости алмаза как абразивного и режущего инструмента. Применение включает резку камня, сверление, шлифовку, полировку и механическую обработку. Спрос на алмазы для сверхпрочных промышленных изнашиваемых деталей связан с ростом строительства, горнодобывающей промышленности и добычи нефти и газа.
В дополнение к природным алмазам, образующимся в земле, синтетические алмазы могут быть получены в контролируемых лабораторных условиях с помощью процессов высокого давления и высокой температуры (HPHT) или химического осаждения из паровой фазы (CVD). Синтетический алмаз химически идентичен природному алмазу, но, как правило, имеет более высокую чистоту и однородность. Первоначально использовавшиеся для промышленных нужд, лаборатории теперь могут выращивать синтетические алмазы для ювелирных изделий по более доступным ценам.
Алмазы образуются под землей из-за уникального сочетания тепла, давления и богатой углеродом геохимии на протяжении миллиардов лет. Прочная кристаллическая структура алмазов обеспечивает превосходные физические свойства, включая чрезвычайную твердость и оптическую дисперсию. Алмазы высоко ценятся как драгоценные камни и промышленные абразивы. Редкость, красота и символизм алмаза укрепляют его значимость в ювелирных изделиях как символа любви и преданности. Достижения в производстве синтетических алмазов обеспечивают этичные, экономичные источники, дополняющие позицию природных алмазов на рынках драгоценных камней и промышленности.