Hur bildas diamanter i naturen?

Under lång tid har diamant blivit standarden för styrka, oövervinnerlighet och stabilitet. Det är dock bra att vara medveten om hur diamanter bildas.

Inte så få människor åtminstone en gång i livet höll smycken med diamanter i händerna. Men när det gäller referenspärlans ursprung är situationen mycket värre. Även erfarna mineraloger och geologer kan inte med full säkerhet säga vilken version som är sann.

Diamanter blev kända långt före vår tideräkning. Det var omöjligt att passera en sten med så ovanliga egenskaper.

En av de gamla legenderna säger att:

• diamantkristaller är levande varelser;
• de kan vara av olika kön;
• dessa organismer "konsumerar den himmelska daggen";
• de kan växa i storlek och till och med föröka sig.

Forntida indisk mytologi hävdade att en diamant dyker upp i naturen när fem grundläggande naturliga principer kombineras. Dessa inkluderar:

• luft;
• vatten;
• Jorden;
• himmel;
• energi.

I gamla manuskript började de omedelbart notera att diamanten är mycket hård och har en extraordinär briljans. Det har ofta skrivits att detta mineral kan dyka upp "på berget, i havet och på kullarna ovanför guldgruvorna".

Legender om sjömannen Sindbad säger att det någonstans finns en ganska djup klyfta, i botten av vilken de primära fyndigheterna av diamanter är gömda. Men naturligtvis korrelerade allt detta väldigt svagt med verkligheten.

Vi måste hylla antikens och medeltidens människor. Sökandet efter den verkliga orsaken till bildandet av en diamant visar att mänskliga tankar aldrig har stått stilla. Och ändå kunde de första seriösa versionerna av dess utseende läggas fram först efter 1797 - det var då som mineralets kemiska sammansättning var exakt fastställd.

Lite senare upptäcktes det att skillnaden mellan diamant, grafit och olika typer av kol beror på arrangemanget av atomer i kristallgittren.

Kärnan i konceptet är uppkomsten av dessa mineraler som ett resultat av magmans rörelse. Det antas att de flesta av dem dök upp inte tidigare än 2,5 miljarder och inte senare än 100 miljoner år sedan. Detta skedde på ett djup av cirka 200 km. Där påverkades grafit samtidigt av en hög temperatur på cirka 1 000 grader och ett tryck på 50 000 atmosfärer.

En av versionerna av versionen antyder att halvädelstenar bildades redan på jordens yta.

Detta hände som ett resultat av att lavan stelnade vid kontakt med luft. Problemet är att temperaturen och trycket i en sådan situation inte är för högt. Av denna anledning är detta koncept inte populärt bland proffs.

Det finns ett alternativt antagande enligt vilket ädelstenar bildas från ultrabasiska bergarter.

Först senare, när magman steg uppåt, kastades en sten ut med den. Den överväldigande majoriteten av geologer är benägna till detta tillvägagångssätt. En mellanversion är att diamanter bildas när magma redan har börjat röra sig uppåt, men ännu inte nått ventilen.

Sådana förändringar i strukturen stärker själva stenen avsevärt och ger den de egenskaper som är så värderade på råvarumarknaden.

Tidigare diamantreserver förknippade med forntida fyndigheter och kimberlitrör är allt mer sällsynta. Och behovet av stenar är stort. Ibland utvinner invånarna i vulkaniska områden, en tid efter utbrotten, det hårdaste mineralet från den härdade lavan. Men de villkor som krävs för dess utseende erhålls inte bara på grund av vulkaniska processer, medan vissa diamantforskare uppmärksammar inte bara jordens djup utan också uppåt.

Upprepade gånger, även när man undersökte bitar av meteoriter, hittades hela diamanter (eller deras individuella partiklar). Kvaliteten på dessa mineraler var utmärkt.

En gång, när en meteorit föll i USA, hittades ädelstenar i kraterns väggar. Men de skilde sig något från de vanliga alternativen. Skillnaden, enligt vissa källor, gäller strukturen av kristallgittret - det återspeglas inte i det yttre utseendet.

Vissa experter tror att diamanter redan finns inne i meteoriterna. När de förstörs är stenarna "fria".

En mer populär idé är att stenen dyker upp redan när den träffar jordens yta. Denna process provocerar utsläpp av betydande mekanisk och termisk energi.

Av denna anledning stiger både temperaturen och trycket i centrum (där kratern kommer att ligga kvar) kraftigt. Dessa faktorer leder till den karakteristiska omvandlingen av kol.

Spektrografiska observationer har visat att gasformigt kol (i ren form eller i förening med kväve, väte) finns i solens atmosfär. Astronomer och kosmologer tror att detta element också fanns i de kolossala propparna av gas, damm, som blev förebuden för alla planeter. Vid kylning kondenserade gaserna. Efterhand fördelades flytande ämnen över massan: de tyngre sjönk ner och de lätta flyter upp.

Flytande magmatiska massor under den inledande perioden av jordens utveckling bröt lätt genom ett tunt lager av jordskorpan. Kol reagerade aktivt med väte. Som ett resultat förlorade jordskorpan gradvis detta kemiska element.

I det nuvarande skedet av vår planets geologiska historia står den för cirka 1%. En sådan utflykt gör att vi kan dra en yttre paradoxal slutsats: det finns inga djupa motsättningar mellan vulkaniska och kosmiska hypoteser.

Den enda skillnaden är hur hon kom till en viss plats. Experter tror att det mesta av kolet nu finns i den yttre delen av manteln, eftersom hög temperatur och tryck leder till bildning av föreningar av grundämnet med tungmetaller. Men några av kolatomerna är bundna till varandra.

Till och med de berömda Vernadsky och Fersman lade fram antagandet att det är så diamanter föds. Schemat för geokemiska omvandlingar av kol tillhör två forskare. Enligt detta klassiska schema är både diamant och grafit koncentrerade huvudsakligen i de nedre skikten av litosfären.

De djupaste brunnarna på jorden når bara ett djup av 10-12 km. Samtidigt sker kärnbildningen av diamanter, även enligt Fersmans version, på djup av minst 30-40 km. Detta är den genomsnittliga tjockleken på jordskorpan. Det kommer inte att vara möjligt att kontrollera mantelversionen vid aktuell borrningsnivå. För att återgå till den mantel-magmatiska versionen är det värt att påpeka att enligt den kan kol förvandlas till diamanter om:

• en kemiskt enhetlig miljö kommer att finnas i hundratals miljoner år;
• samtidigt som svaga termiska gradienter bibehålls;
• trycket kommer stabilt att överstiga 5 tusen Pa.

Motsvarande parametrar, baserade på begreppen modern geologi, uppnås på ett djup av 100 till 200 km.

Ett annat oumbärligt villkor för "framgång" är närvaron av diatremes eller genombrott i jordskorpan. På kontinentala plattformar kan magmatisk smälta mättad med märkbara mängder gaser bryta igenom den. Som ett resultat bildas de välkända kimberlitrören.

Det finns också en alternativ flytande version, enligt vilken det starkaste mineralet kristalliseras på ett grundare djup. Utgångspunkten är sönderfallet av metan eller dess ofullständiga oxidation. Oxidationsmedlet är en blandning av väte, kol, syre och svavel. Fyra grundämnen kan vara i både flytande och gasformigt aggregationstillstånd.

Det följer av vätskehypotesen att diamanter kan dyka upp vid en temperatur på 1 000 grader och agerar samtidigt med ett tryck på 100 till 500 pascal.

Det är opraktiskt att bedriva storskalig gruvbrytning på andra platser. Med tiden leder geologiska processer till förstörelsen av den övre delen av de primära avlagringarna. Diamanter därifrån förs bort (och förs bort i det förflutna) av strömmande vatten. När mineralet deponeras igen, dyker placers upp.

För mysteriet om diamanternas ursprung, se nästa video.