Zaznacz stron臋

Diament

Od staro偶ytno艣ci zaliczany do najcenniejszych kamieni szlachetnych, diament zawsze przykuwa艂 uwag臋 swoimi nieprzeci臋tnymi cechami. Jest najtwardszym minera艂em (stopie艅 10 w skali Mohsa), nie rozpuszcza si臋 w kwasach ani zasadach, ale jednocze艣nie ulega spaleniu do czystego dwutlenku w臋gla, a przy podgrzewaniu bez dost臋pu tlenu staje si臋 grafitem.

Te nietypowe cechy wynikaj膮 z faktu, 偶e diament jest zbudowany wy艂膮cznie z pierwiastkowego w臋gla. Inne pierwiastki i zwi膮zki chemiczne pojawiaj膮 si臋 jedynie w postaci wrostk贸w w kryszta艂ach. Wrostki w diamentach s膮 zreszt膮 do艣膰 cz臋ste. Najcz臋艣ciej s膮 nimi drobne kryszta艂ki innych diament贸w, cyrkon贸w, rutylu, grafitu, magnetytu, ilmenitu. Wrostki powstaj膮 razem z diamentem lub mog膮 pojawi膰 si臋 w nim p贸藕niej, skupiaj膮c si臋 wzd艂u偶 p臋kni臋膰 i szczelinek wewn膮trz kryszta艂u.

Cechy diamentu

Twardo艣膰 diamentu jest o wiele wi臋ksza ni偶 mo偶na to sobie wyobrazi膰 bior膮c pod uwag臋 stopie艅 w skali Mohsa. Ta skala twardo艣ci nie jest liniowa, to znaczy diament (stopie艅 10) nie jest 50% twardszy od kwarcu (stopie艅 7), ale w rzeczywisto艣ci ponad tysi膮c razy!

Ta cecha ma du偶e znaczenie w jubilerstwie. Ozdoby zawieraj膮ce oszlifowane diamenty 鈥 czyli tak zwane brylanty 鈥 nie starzej膮 si臋. Kamie艅 nie zaokr膮gla si臋 ani nie traci swojego charakterystycznego, ognistego po艂ysku.

Kryszta艂y diamentu mog膮 by膰 bezbarwne lub zabarwione na r贸偶ne kolory. Niekt贸re s膮 przezroczyste, inne 鈥 nie. Tylko te pierwsze maj膮 znaczenie jubilerskie. Najwi臋ksz膮 warto艣膰 maj膮 kamienie, kt贸re s膮 zar贸wno przezroczyste, jak i bezbarwne lub z delikatnym odcieniem niebieskawym. Okazy zabarwione w szczeg贸lnie oryginalny lub intensywny spos贸b (tak zwane 鈥瀌iamenty fantazyjne鈥) r贸wnie偶 mog膮 uzyskiwa膰 wysokie ceny. W przypadku diament贸w zbli偶onych do bezbarwnych nawet bardzo subtelne r贸偶nice odcieni maj膮 ogromne znaczenie dla oceny kamienia: to dlatego trzeba je ogl膮da膰 w okre艣lonych przez specjalist贸w warunkach o艣wietlenia, korzystaj膮c z wzorca barw lub zestawu okaz贸w por贸wnawczych.

Czysty diament jest bezbarwny, ale kryszta艂y tego minera艂u maj膮 najcz臋艣ciej przynajmniej lekko 偶贸艂tawy odcie艅. Do艣膰 cz臋sto spotykane s膮 te偶 odmiany szare, brunatne, czarne oraz zielone 鈥 dwie ostatnie s膮 charakterystyczne dla okaz贸w po艂udniowoameryka艅skich. Zabarwienie ma zwi膮zek z obecno艣ci膮 wrostk贸w, nieprawid艂owo艣ciami w sieci krystalicznej, a tak偶e pojawieniem si臋 w niej tlenk贸w 偶elaza i tytanu. Wrostki rutylu i hematytu s膮 przyk艂adowo odpowiedzialne za barw臋 brunatn膮.

Cechy optyczne diamentu wyr贸偶niaj膮 go na tle innych minera艂贸w. Ma on wysoki wsp贸艂czynnik za艂amania 艣wiat艂a, a ponadto rozszczepia bia艂e 艣wiat艂o na cz臋艣ci sk艂adowe (czyli wykazuje siln膮 dyspersj臋). Po oszlifowaniu daje to bardzo silny po艂ysk, nazywany ogniem, kt贸ry w mineralogii nosi nazw臋 po艂ysku diamentowego. Rozszczepienie 艣wiat艂a powoduje te偶 艣wietlisty poblask wok贸艂 brylantu, wywo艂any gr膮 barw odbitych promieni 艣wietlnych. Diamenty wykazuj膮 r贸wnie偶 fotoluminescencj臋, czyli zjawisko emitowania poch艂oni臋tej energii 艣wietlnej, przede wszystkim w postaci 艣wiat艂a niebieskiego, 偶贸艂tego oraz zielonego.

Cho膰 diamenty s膮 twarde (czyli bardzo trudne do zarysowania), to s膮 te偶 kruche. Kryszta艂y tego minera艂u mog膮 si臋 rozpa艣膰 nawet na skutek niezbyt mocnego uderzenia. Nie jest trudne ca艂kowite zniszczenie kryszta艂u poprzez rozbicie go na drobniutki proszek. Diament wykazuje 艂upliwo艣膰: powierzchni臋 p臋kni臋cia kryszta艂u s膮 zatem p艂askie, najcz臋艣ciej r贸wnoleg艂e do 艣cian o艣mio艣cianu.

Diament.

Diamenty – takie, jak widoczny na zdj臋ciu – mog膮 zosta膰 wykorzystane do badania obiegu materii wewn膮trz Ziemi (fot. Rob Lavinsky).

Diament tworzy kryszta艂y o pokroju izometrycznym. Oznacza to, 偶e ich trzy g艂贸wne osie s膮 zbli偶onej d艂ugo艣ci. Najcz臋艣ciej spotykane s膮 o艣mio艣ciany, rzadziej 12-艣ciany oraz sze艣ciany. Dwa pojedyncze kryszta艂y mog膮 by膰 zro艣ni臋te 鈥 tworz膮 one wtedy tak zwane zbli藕niaczenie. Opr贸cz zwyk艂ych bli藕niak贸w znane s膮 te偶 bli藕niaki wielokrotne, czyli zrosty wielu kryszta艂贸w. Bardzo cz臋sto diamenty tworz膮 r贸wnie偶 zbite, drobnokrystaliczne skupienia. Nie przydaj膮 si臋 one w jubilerstwie, ale 鈥 ze wzgl臋du na swoj膮 twardo艣膰 鈥 maj膮 du偶e znaczenie przemys艂owe.

Kryszta艂y stosowane w przemy艣le znane s膮 mi臋dzy innymi z Brazylii. Tamtejsze szare i czarne diamenty 鈥 tak zwane karbonado 鈥 tworz膮 skupienia ziarniste o r贸偶nej wielko艣ci i najcz臋艣ciej owalnym kszta艂cie. Znane s膮 te偶 nieregularne i promieniste zrosty drobnych, nieprzezroczystych kryszta艂k贸w. Najdrobniejsze i najmniej atrakcyjne skupienia diament贸w mog膮 zosta膰 wykorzystane jako proszki 艣cierne, cho膰 w tej roli s膮 one zast臋powane okazami syntetycznymi. Kryszta艂y przemys艂owe s膮 stosowane tak偶e do wyrobu koronek wiertniczych, narz臋dzi do oznaczania twardo艣ci, tarcz do pi艂.

O warto艣ci diamentu stanowi r贸wnie偶 trudno艣膰 w znalezieniu substancji, kt贸re mog艂yby go imitowa膰. W艣r贸d minera艂贸w podobne cechy optyczne wykazuje cyrkon, jednak od diamentu odr贸偶nia do wyra藕nie dw贸j艂omno艣膰 – zdolno艣膰 do podw贸jnego za艂amywania 艣wiat艂a. R贸wnie偶 syntetyczne substancje zbli偶one do diamentu (na przyk艂ad cyrkoni臋) mo偶na stosunkowo 艂atwo odr贸偶ni膰 od naturalnych okaz贸w.

Diament jest doskona艂ym przyk艂adem wp艂ywu sieci krystalicznej na cechy minera艂u. Tak jak grafit zbudowany jest on z pierwiastkowego w臋gla. Uk艂ad atom贸w w sieci krystalicznej jest jednak inny w obu przypadkach, co powoduje, 偶e diament jest bardzo twardym minera艂em, niemo偶liwymi do starcia nawet najtwardsz膮 stal膮, podczas gdy grafit 鈥 maksymalnie mi臋kkim, 艣cieraj膮cym si臋 nawet na papierze.

Nazw臋 鈥瀌iament鈥 nadaje si臋 niekiedy innym minera艂om. Przyk艂adowo, drobne i kr贸tkie, silnie po艂yskuj膮ce kryszta艂y kwarcu (kryszta艂u g贸rskiego) znajdowane w ska艂ach osadowych okruchowych Karpat (tak zwanym fliszu karpackim) nosz膮 miano diament贸w marmaroskich.

S艂ynne diamenty

Niekt贸re diamenty otrzyma艂y w艂asne nazwy i sta艂y si臋 powszechnie znane. Dotyczy to mi臋dzy innymi:

  • indyjskiego diamentu Koh-i-Noor (brylant o wadze 109 karat贸w 鈥 jeden karat to 0,2 grama),
  • diamentu Regent (140 karat贸w, odznacza si臋 fantastycznie wykonanym szlifem),
  • brazylijskiego diamentu Prezydent Vargas (wykonano z niego prawie 30 brylant贸w),
  • Jonker (RPA, bardzo czysty diament, z kt贸rego wykonano kilkana艣cie brylant贸w, w tym najwi臋kszy o wadze ponad 140 karat贸w),
  • Jubilee (RPA, 245 karat贸w po oszlifowaniu),
  • brylantu Hope’a (tylko 44 karat贸w, ale za to jest to diament zabarwiony na niebiesko).

W艣r贸d najwi臋kszych diament贸w kr贸luj膮 Cullinan (RPA, w stanie surowym wa偶y艂 3106 karat贸w, po oszlifowaniu uzyskano z niego ponad sto brylant贸w o 艂膮cznej masie ponad tysi膮ca karat贸w; najwi臋kszy Cullinan I ma 530 karat贸w), a tak偶e Excelsior (r贸wnie偶 RPA, w stanie surowym 995 karat贸w, po oszlifowaniu da艂 11 brylant贸w, w tym najwi臋kszy o masie blisko 70 karat贸w).

Diament Cullinan - najwi臋kszy diament 艣wiata w stanie surowym, przed obr贸bk膮.

Diament Cullinan – najwi臋kszy diament 艣wiata w stanie surowym, przed obr贸bk膮. Fot. Asscher., J., 1908. The Cullinan.

 

Brylanty Cullinan III oraz IV.

Brylanty Cullinan III oraz IV. Fot. Asscher., J., 1908. The Cullinan.

Jak powstaj膮 diamenty?

Diamenty znane s膮 ze stosunkowo rzadkich ska艂 nazywanych kimberlitami oraz perydotytami. Sk艂adaj膮 si臋 one g艂贸wnie z minera艂贸w z grupy oliwin贸w. Charakterystycznym sk艂adnikiem kimberlit贸w s膮 ponadto granaty. Szczeg贸lnie ciekawy jest spos贸b wyst臋powania ska艂 kimberlitowych. Tworz膮 one kominy w obr臋bie starszych ska艂. Kominami tymi prawdopodobnie wydobywa艂 si臋 na powierzchni臋 Ziemi 鈥 tak jak typowymi kominami wulkanicznymi 鈥 gor膮cy stop skalny (czyli magma), ubogi w dwutlenek krzemu, ale wzbogacony w w臋giel.

Kominy kimberlitowe znajduj膮 si臋 na terenie bardzo starych tarcz kontynentalnych, zbudowanych ze ska艂 licz膮cych sobie zazwyczaj ponad dwa miliardy lat. Takich ska艂 nie ma na terenie Polski 鈥 nie tylko nie pojawiaj膮 si臋 one na powierzchni, ale s膮 te偶 niezwykle rzadkie na g艂臋boko艣ciach do co najmniej dw贸ch kilometr贸w. To dlatego na terenie naszego kraju nie ma z艂贸偶 diament贸w. Minera艂 ten stanowi zreszt膮 du偶膮 rzadko艣膰 na terenie ca艂ej Europy, b臋d膮cej stosunkowo m艂odym kontynentem.

Du偶e ci艣nienia generowane podczas przeciskania si臋 magmy kimberlitowej przez kominy w sztywnych, starych ska艂ach kontynentalnych pozwalaj膮 na wykrystalizowanie w臋gla w postaci diament贸w. Ci艣nienia te musz膮 wynosi膰 wiele atmosfer i s膮 osi膮galne tylko na g艂臋boko艣ciach rz臋du 100-300 kilometr贸w. Wi臋kszo艣膰 intruzji magmowych powstaje jednak o wiele p艂ycej 鈥 to tak偶e dlatego diamenty s膮 tak rzadkie. Temperatury, w kt贸rych krystalizuje ten minera艂, przekraczaj膮 tysi膮c stopni Celsjusza.

Ska艂y powstaj膮ce w kominach kimberlitowych (czyli kimberlity) s膮 zreszt膮 og贸lnie twarde i trudne w rozkruszeniu. Eksploatacja cennych minera艂贸w d艂ugo wymaga艂a uprzedniego sk艂adowania wydobytego urobku na ha艂dach: dopiero po jego wst臋pnym zwietrzeniu na skutek dzia艂ania czynnik贸w atmosferycznych wyodr臋bnienie diament贸w stawa艂o si臋 mo偶liwe.

W kominie kimberlitowym eksploatowana jest znajduj膮ca si臋 w jego g贸rnej cz臋艣ci gliniasta ska艂a okre艣lana mianem 鈥炁济撑倀ej ziemi鈥 (yellow ground), b臋d膮ca produktem wietrzenia kimberlitu, a tak偶e po艂o偶ona poni偶ej 鈥瀦iemia niebieska鈥 (blue ground), czyli 艣wie偶a ska艂a kimberlitowa. Po eksploatacji najs艂ynniejszego komina kimberlitowego Kimberley w RPA pozosta艂o wyrobisko o 艣rednicy do 460 metr贸w i g艂臋boko艣ci ponad kilometra! Przed zamkni臋ciem w 1914 roku wydobyto w tej kopalni prawie trzy tony diament贸w.

Sk膮d pochodz膮 diamenty?

Diamenty wydobywane s膮 z komin贸w kimberlitowych przede wszystkim na terenie po艂udniowej i centralnej Afryki, a tak偶e na Syberii. Spo艣r贸d innych miejsc wyst臋powania diament贸w szczeg贸ln膮 pozycj臋 zajmuje Brazylia, gdzie eksploatowana jest ich czarna odmiana, nosz膮ca nazw臋 karbonado (carbonado). Ich pierwsze znalezisko (ze stanu Bahia) pochodzi z 1843 roku.

Wiele diament贸w pochodzi r贸wnie偶 z Indii. Do XVIII wieku diamenty pozyskiwano zreszt膮 wy艂膮cznie w Indiach i na Borneo. Przed odkryciem z艂贸偶 brazylijskich (w 1725 roku w stanie Minas Gerais) uwa偶ano, 偶e s膮 to jedyne na 艣wiecie miejsca wyst臋powania tego minera艂u. Najbardziej obfite z艂o偶a z RPA i Rosji zlokalizowano jeszcze p贸藕niej. W Republice Po艂udniowej Afryki pierwsze diamenty pozyskano w 1867 roku 鈥 ten kraj by艂 najwa偶niejszym producentem diament贸w a偶 do 1970 roku. Inne stanowiska wyst臋powania diament贸w znane s膮 z Australii, Kanady oraz Stan贸w Zjednoczonych.

Najlepsze po艂udniowoafryka艅skie z艂o偶a diament贸w zacz臋to rozpoznawa膰 w ko艅cu lat 60-tych XIX wieku, a wi臋c stosunkowo niedawno. Pierwsza kopalnia powsta艂a na terenie RPA w 1872 roku. P贸藕niej odkryto z艂o偶a namibijskie, a tak偶e na terenie dzisiejszych DR Konga i Angoli (w roku 1910). W ci膮gu kilkudziesi臋ciu lat obszar ten sta艂 si臋 g艂贸wnym dostawc膮 diament贸w, wyprzedzaj膮c razem nawet RPA. W dwudziestoleciu mi臋dzywojennym odkryto z艂o偶a po艂o偶one jeszcze dalej na p贸艂noc, w Ghanie i Sierra Leone.

Diamenty indyjskie by艂y z kolei znane w staro偶ytno艣ci. W 1725 roku odkryto diamenty brazylijskie. Najp贸藕niej rozpoznane zosta艂y natomiast z艂o偶a syberyjskie: cho膰 diamenty pochodz膮ce stamt膮d znane by艂y ju偶 w ko艅cu XIX wieku, to ich eksploatacja zacz臋艂a si臋 na du偶膮 skal臋 w drugiej po艂owie XX wieku.

Obecnie najwi臋kszym producentem diament贸w na 艣wiecie jest Australia (kopalnie Argyle i Merlin). Poza tym diamenty s膮 te偶 pozyskiwane w wielu krajach afryka艅skich (poza Namibi膮 i RPA), w tym w Angoli, Botswanie, Gwinei i Sierra Leone. Spore wydobycie odnotowuj膮 tak偶e Chiny i Rosja.

Zanim rozpoznano spos贸b wyst臋powania diament贸w w kominach kimberlitowych (dopiero w 1871 roku!), czyli w ich z艂o偶ach pierwotnych (w skale, w kt贸rej diamenty wykrystalizowa艂y), pozyskiwano je wy艂膮cznie ze z艂贸偶 wt贸rnych, aluwialnych 鈥 czyli z osad贸w rzecznych wzbogaconych w minera艂y pochodz膮ce z niszczenia ska艂 kimberlitowych. Z艂o偶a aluwialne znane s膮 zw艂aszcza z terenu Brazylii. Mniej istotne s膮 z艂o偶a wt贸rne w osadach morskich 鈥 najwi臋ksze z nich znajduj膮 si臋 na terenie Namibii (zosta艂y odkryte w 1908 roku). Z艂o偶a aluwialne po艂o偶one s膮 zar贸wno w dolinach wsp贸艂czesnych rzek, jak i osadach rzek kopalnych, czyli p艂yn膮cych w przesz艂o艣ci, niekiedy bardzo odleg艂ej. Warunkiem jest, by rzeki te przep艂ywa艂y przez obszary, w kt贸rych na powierzchni pojawiaj膮 si臋 kimberlity.