Социология. Реферат по дисциплине Минеральные ресурсы и цивилизация (наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану)
 Скачать 113.28 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации  Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский горный университет Кафедра минералогии, кристаллографии и петрографии РЕФЕРАТ По дисциплине Минеральные ресурсы и цивилизация (наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану) Тема работы Алмазы Выполнил: студент гр. ТОА-21 Глухарева В.А. (шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.) Оценка: Дата: Проверил руководитель работы: доцент Панкратова К.В. (должность) (подпись) (Ф.И.О.) Санкт-Петербург 2021 СодержаниеСодержание 2 Введение 4 Глава 1. История кристаллов алмаза 6 Глава 2. Структура и свойства кристаллов алмаза 9 2.1 Структура алмаза 9 2.2 Свойства алмаза 9 2.2.1 Химический состав алмаза 10 2.2.2 Физические свойства 10 2.2.4 Оптические свойства кристаллов алмаза 11 Глава 3. Месторождение алмаза 13 3.1 Месторождения и добыча алмазов 13 3.2 Типы месторождений алмаза 16 4 глава. Применение 21 4.1 Алмазный инструмент 21 4.2 Использование алмазов человеком в воздухе и космосе 22 4.3 Алмазы в космосе 22 4.4 Медицина 23 4.5 Алмазы и промышленность 23 Заключение 25 Список используемых источников 26 Введение 3 Глава 1. История кристаллов алмаза 5 Глава 2. Структура и свойства кристаллов алмаза 8 2.1 Структура алмаза 8 2.2 Свойства алмаза 8 2.2.1 Химический состав алмаза 9 2.2.2 Физические свойства 9 2.2.4 Оптические свойства кристаллов алмаза 10 Глава 3. Месторождение алмаза 12 3.1 Месторождения и добыча алмазов 12 3.2 Типы месторождений алмаза 14 4 глава. Применение 19 4.1 Алмазный инструмент 19 4.2 Использование алмазов человеком в воздухе и космосе 20 4.3 Алмазы в космосе 20 4.4 Медицина 21 4.5 Алмазы и промышленность 21 Заключение 23 Список используемых источников 24 ВведениеВозраст алмазов около четырех миллиардов лет, они ослепляют нас своим блеском и по сей день, но больше не являются объектами восхищения. Эти минералы прячут в себе силы, которые могут изменить жизнь человека. Алмаз – минерал, кристаллическая модификация чистого углерода, наиболее твердое вещество из всех, встречающихся в природе. Он был известен в далеком прошлом, широко применяется в настоящем, велики перспективы его использования в будущем. Он пользуется наибольшей известностью среди всех драгоценных камней уже многие столетия, особенно после того, как стала известна бриллиантовая огранка алмаза, при которой наиболее ярко проявляются его оптические свойства. Говорят, что бриллианты - это навсегда, но это не так. Большинство из них имеют естественные трещины, которые не могут выдерживать предельные температуры и давления. Прекрасна игра цветов и блеск камня, но все-таки наиболее замечательное его свойство – твердость и стойкость. Алмазы не похожи ни на одно другое вещество, они в четыре раза тверже, чем любой минерал на земле, они коррозийно устойчивы. Недаром его название происходит от греческого слова «adamas», что в переводе означает непреодолимый, неукротимый. Относительная твердость минералов обычно определяется по шкале Мооса, в основу которой положена способность минералов царапать друг друга. Лучшие из них полностью прозрачные и они проводят тепло, некоторые могут проводить электричество. Известно, что такой материал как алмаз обладает огромным набором уникальных характеристик, сочетание этих характеристик делает алмаз столько необыкновенным. В настоящее время существование всей обрабатывающей промышленности и машиностроения (от создания мощных агрегатов до изготовления тончайших механизмов и приборов) практически немыслимо без применения алмазов в той или иной части технологического процесса. В будущем с дальнейшим ростом научно-технического прогресса, несомненно, найдут применение и другие исключительные свойства такого вещества как алмаз. Глава 1. История кристаллов алмазаАлмазы, древнейшее сокровище в мире, образовались более 3,3 миллиарда лет назад на глубине 200 километров под землей. С древних времен ученые пытались объяснить происхождение алмазов, и только открытие коренных месторождений позволило открыть завесу тайны. Ценность минерала состоит не в самом веществе, из которого он сложен, а в особом структурном состоянии углерода, возникающем довольно редко при определенных особых условиях. Изначально добыча алмазов ввелась из россыпей, и только во второй половине XIX века были обнаружены коренные месторождение. Это позволило вывести добычу на другой качественный и количественный уровень. Расплавленный кимберлит формируется в верхней мантии Земли. Кимберлит – порода, в которой совмещены минералы, образовавшиеся в различных термодинамических условия. Под влиянием экстремально высокой температуры и давления он быстро расширяется. В результате магма извергается, выплескиваясь на поверхность Земли и увлекая за собой алмазосодержащую породу. Перемещаясь с невероятной быстротой, изверженная магма образует трубку, ведущую к земной поверхности. При охлаждении магма застывает, образуя породу под названием «кимберлит». Эта порода заполняет вертикальные образования, которые называют «кимберлитовыми трубками». «Кимберлит» назван в честь южноафриканского города Кимберли, где в такой породе впервые были обнаружены алмазы. Хотя кимберлитовые трубки считаются наиболее важным источником алмазов, камни ювелирного качества встречаются лишь в одной из каждых двухсот таких трубок. Чтобы получить бриллиант ювелирного качества массой один карат, необходимо переработать в среднем 250 тонн руды. Алмаз, самый прочный из известных материалов, состоит исключительно из углерода. В природе углерод имеется в изобилии и в различном виде. Разница между алмазом и куском угля заключается в их молекулярной структуре. Структура угля аморфна, с органическими молекулами разложившегося материала растительного и животного происхождения. Когда в XIII в. индийские алмазы наводнили рынки Европы ювелиры не могли справиться с огранкой этого красивого камня, пока в конце XV в. голландец Ван-Берк не начал шлифовать камни друг о друга; при этом он самостоятельно повторил тот способ, которым давно уже пользовались в Индии и о котором знал еще Плиний, когда писал, что алмаз может быть обработан лишь другим алмазом.[9] Не поддавалась выяснению и химическая природа алмаза. Хотя Ньютон в своей „Оптике" (1704 г.) высказал предположение, что алмаз должен быть минералом горючим, тем не менее, его состав оставался долгое время невыясненным. Эти предположения были разрушены только в конце XVIII в., когда Лавуазье в исключительной по простоте и гениальности работе указал на связь его с углеродом, а Краузе лишь в прошлом веке окончательно подтвердил это на основании точных химических данных. Не поддавались изучению и месторождения алмазов. С незапамятных времен, о которых нам повествуют священные индийские книги Веды, таинственными путями попадал этот драгоценный камень в города и рынки более культурных частей Индии. Только вначале XVIII в. были открыты богатейшие месторождения Бразилии, но и здесь среди бесплодных и скалистых областей провинции Диамантина алмаз встречался в наносах песков и конгломератах, скрывая свое первоначальное происхождение. Также не поддавалась выяснению и сама картина происхождения алмаза. Очень долго бытовало мнение о растительном происхождении алмаза, и монография Гепперта, специально посвященная доказательству связи алмаза с растительными организмами. Только открытия южноафриканских воронок и метеоритов с алмазами заставили изменить это укоренившееся в научной среде мнение. Крупнейшим из принадлежащих российским монархам алмазов является бриллиант "Орлов" с зеленовато-голубым отливом, массой в 200 карат (или 40 г), который венчает царский скипетр России. Алмаз «Орлов» входит в число семи исторических камней, или семи чудес Алмазного фонда России. Наиболее известным бриллиантом зеленого цвета является «Дрезденский зеленый». Бриллиант весом 41 карат был куплен королем Саксонии Фридрихом Августом II в 1743 году. Впервые алмазы в ЮАР были обнаружены в 1866 г. на берегу р. Оранжевой. Существует несколько версий обнаружения алмазов в Южной Африке, наиболее вероятной из которых является версия, согласно которой первый алмаз был найден мальчиком-пастухом Эрасмусом Джекобсоном на ферме De Kalk близ поселения Хоуптаун (Hopetown). Жёлтый алмаз, весивший 21,25 карата получил название «Эврика!» («Eureka!»), по первым словам юноши, случайно обнаружившего драгоценный камень. Но основная находка была сделана детьми местных фермеров Якобса и Ньекирка, которыми был найден алмаз весом 83,5 карата, получивший имя «Звезда Южной Африки». Самый крупный из найденных алмазов получил имя "Куллинан". Он был обнаружен в 1905 г. около г. Претории в Южной Африке. Масса "Куллинана" составляла 3106 карат (или 621 г), и стоил он 9 млн. фунтов стерлингов. Алмаз был подарен английскому королю Эдуарду VI. Глава 2. Структура и свойства кристаллов алмаза2.1 Структура алмазаТрудно представить, что алмаз, обладающий столь высокой твердостью, представляет одну из форм углерода, другая форма которого – графит. Все-таки удивительно, что природа создала из одного химического элемента два совершенно разных минерала - тверды и блестящий алмаз и мягкий и жирный на ощупь графит. Различаются они только размещение атомов в кристаллической решетке. В алмазе, имеющем кубическую кристаллическую структуру, каждый атом углерода окружен четырьмя такими же атомами, образуя правильную четырехгранную пирамиду. Очень прочные химические связи между симметрично расположенными атомами объясняют высокую твердость алмаза. Графит же имеет слоистую структуру, где наиболее прочные связи между атомами углерода существуют внутри слоя, в котором атомы образуют гексагональную сетку. Связь между отдельными слоями очень слабая, поэтому соседние слои, могут легко скользить относительно друг друга. Это свойство графита позволяет использовать его в качестве смазки.[8] Элементарная ячейка алмаза представляет собой гранецентрированный куб, атомы располагаются в вершинах куба и в центре его граней, центрируют половину граней в шахматном порядке, полученных при пересечении плоскостей симметрии, проходящей через центр. 2.2 Свойства алмазаАлмазы обладают целым рядом уникальных свойств. В результате многолетних изучений разнообразные свойства алмазов изучены более или менее детально; выяснена взаимосвязь некоторых свойств между собой, характер их проявления в зависимости от особенностей внутреннего строения кристаллов и дефектов в их структуре.[6] 2.2.1 Химический состав алмазаИз всех известных минералов алмаз является одним из самых простых по химическому составу, хотя в нем могут присутствовать примеси: Si, Al, Mg, Ca, Na, Ba, Mn, Fe, Cr, Ti. Он стоит из одного элемента-углерода. Азот является главной примесью, оказывающей большое влияние на физические свойства алмаза. Кристаллы алмаза, непрозрачные к УФ излучению, называются алмазы I типа; все остальные относятся к типу II. Содержание азота в подавляющем большинстве кристаллов алмаза, относящихся к типу I, составляет около 0,25%. Реже встречаются безазотные алмазы, относящиеся к типу II, в которых примесь азота не превышает 0,001%. Азот изоморфно входит в структуру алмаза и образует самостоятельно или в совокупности co структурными дефектами центры, ответственные за окраску, люминесценцию, поглощение в УФ, оптической, инфракрасной и микроволновой областях, характер рассеивания рентгеновских лучей и др.[5] 2.2.2 Физические свойстваБлагодаря алмазам мы знаем больше о ситуациях на больших глубинах. Он несет сведения о процессах, которые нам недоступны и не можем их произвести. Известный исследователь Франк как-то сказал, что если снежинка-это послание с неба, то алмаз-это послание с глубин. Алмаз как самое твёрдое вещество в природе используется в разнообразных инструментах для распиловки, сверления и обработки всех других материалов. Относительная твёрдость по шкале Mооca 10, максимальная абсолютная микротвёрдость, измеренная индентором на грани, 0,1 ТПa. Твердость алмаза на различных кристаллографических гранях не одинакова; наиболее твёрдой является октаэдрическая грань. Алмаз очень хрупок, обладает весьма совершенной спайностью по грани. Модуль Юнга 0,9 ТПa. Плотность прозрачных кристаллов алмаза 3515 кг/м3, полупрозрачных и непрозрачных - 3500 кг/м3 . Алмаз - диэлектрик. Удельное сопротивление у всех азотных кристаллов алмаза типа I равно 1012 - 1014 Oм/В·м. Алмаз стоек по отношению ко всем кислотам даже при высокой температуре. B расплавах щелочей KOH, NaOH и других веществ в присутствии O, OH, CO, CO2, H2O происходит окислительное растворение алмаза. Алмаз обладает высокой теплопроводностью. На воздухе алмаз сгорает при температуре 850-1100°C.[5] Он способен регистрировать ионизирующие излучение (даже в активной зоне ядреного реактора), в настоящее время это качество приобретает важное значение, потому что радиоактивная загрязненность нарастает с каждым днем. Алмаз превосходит все газовые и пузырьковые камеры, но немного уступает твердотельным полупроводниковым детекторам. 2.2.4 Оптические свойства кристаллов алмазаАлмазы могут быть бесцветными или с едва заметным цветовым оттенком, а также в различной степени ясно окрашенными в жёлтый, коричневый, розовато-лиловый, зелёный, голубой, синий, молочно-белый и серый (до чёрного) цвета. При облучении заряжёнными частицами алмаз приобретает зелёный или голубой цвет. Обратный процесс - превращение окрашенного алмаза в бесцветный - до сих пор не удалось провести. Кристаллы алмаза прозрачны, полупрозрачны или непрозрачны в зависимости от насыщенности микроскопическими включениями графита, других минералов и газово-жидких вакуолей. При освещении УФ лучами значительная часть прозрачных и полупрозрачных кристаллов алмаза люминесцирует синим, голубым и реже жёлтым, жёлто-зелёным, оранжевым, розовым и красным цветами. Кристаллы алмаза (за редким исключением) люминесцируют под действием рентгеновских лучей. Свечение алмаза возбуждается катодными лучами и при бомбардировке быстрыми частицами. После снятия возбуждения часто наблюдается послесвечение различной длительности (фосфоресценция). B алмазе проявляется также электро-, трибе- и термолюминесценция.[5] Первые определения показателя преломления алмаза были сделаны в XIX в. Измерения производились на алмазных призмах в широком диапазоне волн. Было установлено, что алмаз обладает высокой дисперсией 0,062, т. е. показатель преломления его сильно изменяется в зависимости от длины волны. Как правило, в кристаллах алмаза проявляется аномальное двулучепреломление из-за напряжений, возникающих в связи со структурными дефектами и включениями. При воздействии на алмазы гидростатического давления показатель преломления их понижается; при нагревании – повышается. Как известно, на проявление блеска большое влияние оказывает характер поверхности кристаллов. Кристаллы алмаза с гладкими зеркальными гранями, имеющими совершенную поверхность, обладают сильным блеском. Если кристаллы имеют тонкопластинчатое строение граней и широко развитые комбинационные поверхности, сложенные кромками отдельных пластин, то эти поверхности выглядят более тусклыми. Так, например, грани кристаллов алмазов типа II (безазотных), а также промежуточного типа имеют заметно меньший блеск, чем алмазов типа I (азотных). Это объясняется тем, что грани на кристаллах алмазов типа II имеют микрослоистое строение, а кривогранные поверхности на кристаллах алмазов этого типа бывают постоянно скульптурированы каплевидными холмиками. Кривогранные поверхности кристаллов алмазов типа I часто бывают совершенно гладкими и обладают сильным блеском.[5] Глава 3. Месторождение алмаза3.1 Месторождения и добыча алмазовАлмаз известен человечеству за много веков до н.э. Впервые его начали добывать в Индии, в 6-10 веках - на о. Борнео, в 1725 - в Бразилии. С 70-х годов 19 века центр добычи алмазов из Азии и Южной Америки переместился в Африку (сначала в Южную Африку, затем в Центральную, Западную и Восточную Африку). Алмазы добываются из коренных и россыпных месторождений. Единственной промышленной коренной породой алмазов являются кимберлиты, встречающиеся преимущественно на древних щитах и платформах. Кимберлиты чаще всего представлены трубообразными телами различного размера, дайками, жилами, реже силлами. На глубине нескольких сотен метров от поверхности Земли трубки могут переходить в маломощные жилы и дайки. Наибольший промышленный интерес имеют трубки размером до 1525 х 1068 м (трубка "Мвадуи" в Танзании), реже разрабатываются дайки и жилы. На всех платформах известно свыше 1500 кимберлитовых тел, но промышленное содержание алмазов имеют из них лишь единицы (в зарубежных странах - трубки "Премьер", "Де Бирс", "Бюлтфонтейн", "Дютойтспен", "Весселтон", "Кимберли", "Ягерсфонтейн" и "Финш" в ЮАР, "Мвадуи" в Танзании, "Маджгаван" в Индии; дайки и жилы Мали,"Бельсбенк", "Цвартругген" в ЮАР, "Коиду" в Сьерра-Леоне , дайка на реке Бу - Берег Слоновой Кости и др.). В кимберлитах алмазы распределены весьма неравномерно. Они встречаются одиночными кристаллами и реже их сростками; характерно, что нигде не образуют крупных скоплений.[3] Эксплуатируются месторождения с содержанием Алмазов порядка 0,4-0,5 кар/м3 и некоторые трубки с исключительно высококачественными Алмазами, в которых содержание снижается до 0,08-0,10 кар/м3 ("Ягерсфонтейн" в ЮАР). Добыча из отдельных трубок достигает 2-2,5 млн. каратов в год. Некоторые трубки дали значительные количества Алмазов (в млн. карат): "Премьер" около 55, "Бюлтфонтейн" около 24, "Весселтон" около 23 и др. Единого мнения о генезисе алмазов в кимберлитах не имеется. Одни исследователи предполагают, что алмаз кристаллизуется на больших глубинах в пределах верхней мантии, другие считают, что он образуется на глубинах 2-4 км в промежуточных очагах возникающих на границе пород фундамента и осадочного чехла платформ.[3] Основная добыча алмаз идет из россыпей (80 - 85%) различных генетических типов (делювиальные, аллювиальные, прибрежно-морские россыпи, которые эксплуатируются при содержании 0,25-0,50 кар/м3 ). В России алмазы впервые были обнаружены в 1829 на Среднем Урале (в бассейне реки Койвы). За годы Советской власти в СССР создана сырьевая база Алмазов. Выявленные месторождения алмазов на Урале объединяются в Уральскую алмазоносную провинцию, расположенную на западных склонах Южного, Среднего и Северного Урала, где имеются россыпи с высококачественными алмазами. В 1954-1955 г. месторождения этих минералов были открыты в Восточной Сибири, на территории Якутии. Сибирская алмазоносная провинция приурочена к Сибирской платформе; в ее пределах известны как россыпные, так и коренные месторождения (последние представлены кимберлитами трубчатой формы). Месторождения сосредоточены в западной Якутии (трубки "Мир", "Удачная", "Айхал" и др.). Найдены также алмазы на Тиммане. Свыше 80% добываемых алмаз используется в промышленности. До 30-х годов 20 века первое место в мировой добыче алмаза прочно занимал ЮАС (с 1961 - ЮАР) где преобладают ювелирные камни. В связи с сильным ростом спроса на технические алмазы на первое место по количеству добываемых алмазов выдвинулся Заир, где имеются крупные запасы технических камней. В связи с проблемой глубины образования алмазов, встречающихся ныне в кимберлитовых трубках, представляет интерес тот хорошо установленный факт, что во многих случаях камни, добытые на различных, даже близрасположенных рудниках, весьма различны. Для южноафриканских рудников эти различия столь отчетливы, что опытные специалисты обычно могут распознать, с какого рудника поступила та или иная партия камней (отдельные камни, конечно, не обладают такими характерными чертами). Исследователи якутских алмазов, пришли к выводу, что между типом кимберлита, содержанием в нем алмазов и минералами-спутниками не существует очевидной взаимосвязи.[7] Разработка месторождений алмазов. Россыпные месторождения алмаза разрабатываются открытым способом с применением экскаваторов или драг. Добыча алмазоносной породы из трубок вначале осуществляется при помощи открытых горных выработок; на больших глубинах переходят к подземному способу разработки. Подземная разработка включает магазинирование алмазоносных пород в камерах и выдачу их на транспортные горизонты через рудоспуски. Добытая алмазоносная порода после предварительной обработки (в песках - удаление глинистых частиц и крупной гальки, в кимберлитах - дробление и избирательное измельчение) обогащается до получения концентрата на отсадочных машинах или в тяжелых суспензиях. Извлечение алмаз в концентрат достигает 96% от содержания их в горной массе.[3] 3.2 Типы месторождений алмазаВ настоящее время алмазы найдены в кимберлитах, лампроитах, в метеоритах, в импактитах (породах образованных после падения метеоритов), в метаморфических породах, в щелочно-базальтоидных, щелочно-ультраосновных и ультраосновных породах некимберлитового генезиса, а также во вторичных породах - россыпях и древних конгломератах. Основными промышленными источниками алмазов являются кимберлитовые, лампроитовые и россыпные месторождения, так как добыча алмазов из остальных типов пород в большинстве случаев является нерентабельной. Алмаз из кимберлитов. Месторождения алмазов, связанные с кимберлитовыми трубками взрыва успешно эксплуатируются уже более 100 лет. В настоящее время кимберлиты найдены на всех континентах. Впервые обнаруженные в диатремах, теперь они найдены в дайках и силлах, но ни в одном случае эти тела не имеют больших размеров. Поэтому кимберлит относится к числу незначительных по объему и очень редких пород. Кимберлиты имеют различный возраст (от 70 до 1200 млн. лет). Большинство кимберлитовых тел приурочено к особым геологическим структурам - древним стабильным платформам. В результате исследований показано, что кимберлит - сложная гибридная порода брекчиевидной структуры, в которой совмещены минералы, образовавшиеся в различных термодинамических условиях. Практическое значение кимберлитов определяется тем, что с этими породами связаны коренные месторождения алмаза, но алмазы присутствуют не во всех кимберлитах. В настоящее время уже найдено более 1000 кимберлитовых тел, но алмазы установлены только в 200 трубках, а промышленных месторождений среди них лишь несколько десятков. Чтобы понять, почему не все кимберлитовые трубки алмазоносные, ученые изучают условия образования алмазов в кимберлитах. Алмаз в кимберлитах встречается в основном в виде хорошо образованных кристаллов октаэдрической, кубической и додекаэдрической форм. При этом преобладают кристаллы октаэдрического габитуса.[7] Алмаз из лампроитов. В середине 70-х годов в Австралии были обнаружены трубки взрыва, сложенные алмазоносной породой - лампроитом, отличающимся от кимберлитов высокими концентрациями титана, калия, фосфора и некоторых других элементов. Особенно богаты алмазом оливиновые лампроиты, тогда как другая разновидность - лейцитовые лампроиты, содержит редкие кристаллы алмазов. В лампроитах содержатся уникальные кристаллы алмазов малиновой окраски, до сих пор не обнаружены в кимберлитах. Алмаз из лампроитов проявляет сходство по морфологическим особенностям и по набору минеральных включений с алмазом из кимберлитов.[3] По современным представлениям алмаз из лампроитов, как и из кимберлитов, является ксенокристаллом. Лампроитовая магма, как и кимберлитовая рассматривается как "транспортер" при доставке алмаза из глубинных зон Земли к поверхности. Алмаз из метеоритов. Алмаз обнаружен в некоторых типах железных метеоритов. Генезис алмаза в них до сих пор является предметом дискуссий. Одни исследователи считают, что алмаз является частью породы глубоких инопланетных недр, тогда как другие, высказывают мнение, что алмаз образовался в результате воздействия удара при падении метеорита. Алмаз в железных метеоритах ассоциирует с гексагональной высокобарной модификацией углерода - лонсдейлитом, что является одним из аргументов в пользу ударного происхождения алмаза. В пользу ударного происхождения алмаза в железных метеоритах свидетельствует и характер распределения алмаза в них. Так, алмаз обнаружен не во всех образцах метеоритов Каньон Дьябло, а только в тех, которые находились на валу метеоритного кратера и имели признаки кратковременного нагрева при воздействии сильного удара. Известны находки алмаза в каменных метеоритах, в углистом пироксен- оливиновом ахондрите - уреилите. В этих метеоритах алмаз совместно с графитом приурочен к железной фазе и располагается между зернами оливина, как бы цементируя их. При этом алмаз подвергается более позднему замещению графитом и углистым веществом. Находки алмаза в уреилитах указывают на возможность образования алмаза в достаточно крупных планетных телах и противоречат предположение импактного генезиса алмаза в метеоритах.[7] Алмаз из импактитов. Импактитами названы породы, которые формируются при воздействии на Землю космического (метеоритного) вещества. При падении метеоритов ударная волна создает быстрый подъем температуры и давления, что вызывает преобразование окружающих пород. Впервые алмазы в импактитах были найдены в кратере Попигайской астроблемы. Алмаз из импактитов представляет собой мелкие неправильной формы мутноватые зерна, имеющие облик обломков. Эти алмазы относят к техническим сортам. Извлечение импактитовых алмазов из коренных пород достаточно затруднительно. Россыпные месторождения. При разрушении коренных источников могут формироваться россыпи алмазов, при этом изменяется морфология кристаллов, происходит их дифференциация по крупности и другим свойствам. Ввиду того, что алмаз обладает высокой абразивной стойкостью, он может переноситься на большие расстояния от коренного источника, иногда на тысячи километров (прибрежно-морские россыпи Юго-Западной Африки.). При переносе в континентальных условиях признаки износа появляются лишь тогда, когда алмаз прошел путь длиной в первые сотни километров. В прибрежно - морских условиях он истирается в результате возвратно-поступательного перемещения под воздействием волн. Морфологически износ алмаза выражается в двух формах. Одна представляет собой тонкую шероховатость, возникающую сначала на ребрах и вершинах кристаллов и распространяющуюся по мере ее развития на центральные части граней. Другой тип износа — выкрашивание ребер и вершин, появление сколов, в результате чего образуется грубошероховатая «сахаристая» поверхность. Крайней степенью износа алмаза являются овальные зерна, полностью лишенные элементов первичной морфологии. Такие алмазы встречаются преимущественно в переотложенных прибрежно-морских шлиховых ореолах (участок Дьюкунах в Малоботуобинском поле, а также некоторые ореолы на севере Сибирской платформы). Однако если рассматривать всю совокупность находящихся в коренном источнике алмазов, включающую различные по абразивной стойкости кристаллы и их сростки, то при транспортировке их неустойчивая часть разрушается. Поэтому ассоциация алмаза в россыпях, даже расположенных непосредственной близости от коренного источника, «сдвигается» в сторону увеличения количеств монокристаллов. Это хорошо заметно на примере россыпей, связанных с кимберлитовой трубкой «Мир». Например, алмазы из пролювиально-делювиальной россыпи лога Хабардина, аллювиальных россыпей р.Ирелях, а также юрской россыпи Водораздельные галечники — т.е. из россыпей, находящихся вблизи их коренного источника, по качеству намного превосходят алмазы из кимберлитов этой трубки. В процессе даже недалекого переноса уничтожается часть сростков, камней с различным дефектами, что приводит к возрастанию доли ювелирных высококачественных алмазов. По этой при чине алмазы из россыпей практически всегда более высокого качества, чем из питающих эти россыпи коренных источников. 4 глава. ПрименениеХорошие кристаллы подвергаются огранке и используются в ювелирном деле. Ювелирными считаются около 15% добываемых алмазов, еще 45% считаются околоювелирными, то есть уступают ювелирным по размеру, цвету или чистоте. В настоящее время общемировой объем добычи алмазов составляет порядка 130 миллионов карат в год. Бриллиант (от франц. brillant — блестящий), — алмаз, которому посредством механической обработки (огранки) придана специальная форма, бриллиантовая огранка, максимально раскрывающая такие оптические свойства камня, как блеск и цветовая дисперсия. Совсем мелкие алмазы и осколки, непригодные для огранки, идут в качестве абразива для изготовления алмазного инструмента, необходимого для обработки твёрдых материалов и огранки самих алмазов. Скрытокристаллическая разновидность алмаза чёрного или тёмно-серого цвета, образующая плотные или пористые агрегаты, носит название Карбонадо, обладает более высоким сопротивлением истиранию, чем у кристаллов алмаза и благодаря этому особенно ценится в промышленности.[6] 4.1 Алмазный инструментТвердость кристаллов делает их просто идеальными для использования в режущих, полировочных и шлифовальных инструментах. Так алмаз применяется для обработки: искусственных и натуральных камней различной твердости. Алмазные диски для резки и полировки, фигурные ролики и пр. стекла – резка выполняется специальными алмазными резцами, которые доступны даже в быту. бетона. Отверстие от такого наконечника для бура получается очень аккуратный, а инструмент изнашивается медленно металлов (шлифование и другие виды обработки) также алмазный инструмент используется для нанесение рисунков на различные твердые поверхности. 4.2 Использование алмазов человеком в воздухе и космосеАлмазы применяются даже для сверхзвуковых самолетов, космических кораблей и даже в боеголовках ракет. Они обладают высокой теплопроводностью, которая дает возможность максимально быстро отвести тепло от кока (передней части) самолета и от передней части крыльев. Сверхзвуковые самолеты живут по своим законам и они вместо охлаждения активно нагреваются. А “остудить их пыл” как помогают покрытия, содержащие алмазную крошку. 4.3 Алмазы в космосеСинтетический алмаз используется при создании высокоточной оптики телескопов в ведущих мировых обсерваториях. Также алмазы используются для космических кораблей. Хорошим примером является станция Pioneer, запущенная в 1978 году с целью изучения Венеры. Только представьте: аппарат с алмазной поверхностью. Правда, алмаз синтетический и не для для украшения, а исключительно для отведения экстремальных температур, которые возникают в космосе. Кстати, именно благодаря такому инженерному решению корабль выдержал все испытания и успешно выполнил свою миссию. Алмазы стойко переносят радиацию, поэтому их используют в приборах космического назначения (датчиках температуры, измерителях радиации, фотоаппаратах и т.д.). Искусственный алмаз востребован даже в сфере телекоммуникаций. Кристаллы даже самого малого размера позволяют пропускание нескольких разночастотных сигналов через один кабель. При этом провод очень устойчив к перепадам температур и скачкам напряжения. 4.4 МедицинаВ медицине алмаз используется для изготовления инструментов для внутриполостных операций. Высокоточные скальпели хирургов покрывают тончайшей алмазной пылью, что позволяет максимально точно проводить разрезы, а сами инструменты долгое время не тупятся. Особенно эти инструменты необходим в особо точных нейрохирургических операциях. 4.5 Алмазы и промышленностьС давних времен алмазы применялись для резки стекла. После изобретения часов алмазами просверливали тончайшие отверстия в рубинах, без которых механизмы не могли бы точно ходить. Очевидно, по аналогии возникла мысль использовать алмазные инструменты для бурения твердых скальных пород. Во всяком случае, первым, кто применил этот способ в Европе в 1862 г. был швейцарский часовщик Г. Лешо. Его сын Р. Лешо усовершенствовал способ отца и построил первый буровой станок, который успешно использовался при проходке железнодорожного туннеля в Альпах. В России профессор Петербургского Горного института С.Г. Войслав разработал в 1889 г. простую конструкцию ручного бурового станка. В настоящее время используются разнообразные буровые коронки с алмазами и специальные долота. Алмазное бурение позволяет значительно увеличить скорость прохождения нефтяных скважин. В конце XIX в. был осознан огромный выигрыш, который давало использование алмазов в процессе волочения, то есть обработки металлов способом протягивания тонкой проволоки через отверстие, сечение которого меньше сечения исходного изделия. Интересно, что пионером применения алмазов в этом процессе был будущий великий режиссер К.С. Станиславский, который в 1892 г., являясь совладельцем золотоканительной фабрики, приобрел в Париже соответствующее оборудование. Сначала на алмазе пришлифовывались две параллельные поверхности, затем быстро вращающейся стальной иглой, покрытой алмазным порошком, с двух сторон высверливалось отверстие нужного диаметра. И все-таки затраты окупались - известен случай когда через один фильер была протянута медная проволока такой длины, что ею можно было несколько раз опоясать земной шар. В настоящий бум в использовании алмазов начался с 30-х годов ХХ в., и это было связано с широким внедрением в промышленность твердосплавных материалов. Только алмазный инструмент позволял быстро и точно обработать твердосплавные материалы. Применение алмазов стало необходимостью. Современная индустрия не может существовать без алмазных резцов и сверел, алмазных пил и отрезных кругов, алмазных паст для шлифования и доводки ответственных деталей. По мере развития науки и техники расширяется и область применения алмаза. ЗаключениеАлмаз— самый твёрдый минерал, кубическая полиморфная (аллотропная) модификация углерода(C), устойчивая при высоком давлении. Благодаря своим уникальным свойствам этот минерал прочно завоевал свое место в различных сферах деятельности человека. Алмазное бурение - это наиболее эффективный и экономичный способ бурения горных пород. Алмаз прочно занял место в промышленности, не одно современное производство не обходится без алмазных инструментов: сверл, фрез, резцов, шлифовальных кругов, стеклорезов. Список используемых источниковБуланова Г. П., Барашков Ю. П., Тальникова С. Б., Смелова Г. Б. «Природный алмаз генетические аспекты» ВО «Наука» Новосибирск 1993 Балицкий В. С., Лисицына Б. Е., М – «Наука» 1981. - 158 с. Гаранин В. К. «Введение в минералогию алмазных месторождений».-М.: Из-во МГУ,1989. – 200 с Корнилов Н. И., Солодова Ю. П. , 2-е изд., «Наука» 1986. – 282 с. Орлов Ю.Л. Минералогия алмаза. Изд. 2-е. М.: Наука, 1984. Прокопчук Б. И. Ваганов В. И. «От алмаза до бриллианта» М.: «Недра» 1986 Солодова Ю. П., Николаев М. В., Курбатов К. К. и др. «Геммология алмаза» .- Москва, 2008. - 416 с. Эллуэл Д. Искусственные драгоценные камни. М.: «Мир», 1981 с.65 – 90 Ферсман А.Е. Кристаллография алмаза, 1995 http://www.treeland.ru/article/pomo/gems/Crystallography_diamond |