الماس، سنگ یک میلیارد ساله

مقدمه:

الماس نام خود را از خاصيت سختي بالاي آن و از كلمه يوناني (adamas) به معني غير قابل تسخير (unconquerable) گرفته است هيچ چيز از نظر سختي نمي تواند با الماس رقابت كند سختي الماس (با درجه سختي10) 140 بار بيشتر از كرندم با درجه سختي 9 وگوهر هاي مربوط به اين خانواده يعني ياقوت قرمز(ruby) و ياقوت كبود(sapphire) مي باشد با وجود اينكه سختي الماس در جهت هاي مختلف كريستالي متفاوت است يك الماس را فقط مي توان با يك الماس ديگر يا پودر الماس برش داد.
درخشش(Luster) بي مانند و قوي الماس راهي است براي شناسايي الماس بوسيله يك چشم با تجربه با كانيهاي جانشين آن (imitation)،كه امروزه اين كانيها به وفور در بازار ديده مي شوند. الماس معمولا” به واكنشهاي شيميايي غير حساس است اما نقطه قابل ذكر در مورداين كاني اين است كه حرارت بالا مي تواند باعث سياه شدن سطوح الماس شود بنابراين در طي حرارت دادن وهويه كردن الماس (در عمليات نصب الماس بر روي فلزات گرانبها) بايد دقت خاصي مبذول داشت .
در مقیاس موهو الماس سخت ترین و گرافیک نرم ترین است .حال آنکه اتمهای تشکیل دهنده هر دو کربن است.این تفاوت ناشی از آن است که در الماس اتمهای کربن در یک شبکه سه بعدی به یکدیگر متصل هستند در حالی که در گرافیک ورقه هایی هستند که با پیوند های سست به یکدیگر متصل اند.
برای به دست آوردن تنها 5 گرم الماس می باید به میزان 1000 کیلو گرم استخراج معدن داشته باشیدکه تنها 20 ذرصد آن کیفیت لازم جواهری را دارد و مابقی در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد(که این نوع الماس به عنوان خرده الماس تراش دار یا نوعی الماس کدر (ریزتر) شناخته شده می باشد)
در 50 سال اخير انواع مختلف الماس با ویژگی ها و رنگهاي مختلف شناخته شده اند بطور مثال الماس هاي تيپ IIa, IIb, Ib, Ia داريم كه از نظر تجاري تفاوت زيادي ندارند ولي از نظر طريقه بر ش دادن شناخت اين تيپ ها اهميت فراوان دارد.
خصوصيات نوري ، سختي بالا و كميابي ، الماس را پادشاه گوهرها نموده است برش هاي زير در الماس از شهرت جهاني برخوردارند:
1- معروفترين برش به نام برليانت (Brilliant)
2- برش ماركيز(Marquise)
3- برش باگت ومعروفترين برش آن برش زمردي (Emerald)
4- برش اشك (Pear)
5- برش قلب (Heart Shape)
6- برش تخم مرغي شكل ( (Oval

تاریخچه:

سلطان جواهرات امروزه ندرتاً در مجموعه جواهرات باستانی یافت شده است و این احتمال می رود که انواع اندازه های الماس در جهان به معنای کمیاب بوده است. آداماس در یکی از نشان های یهود وجود دارد ولی دلایلی وجود دارند که این نام به سنگی سست تر از الماس اشاره می کند: احتمالاً سافیر بی رنگ و یا توپاز بی رنگ بوده است . روی هر قطعه جواهر از این نشان یهودی نام یکی از قبایل بنی اسرائیل حکاکی شده است (12 قبیله) کاهن بزرگ یهودی از آداماس برای رسیدن به تصمیم نهایی ، از قانون استفاده می کرد. اگر این سنگ کدر می شد حکم بر ضد آن مورد بود و اگر روشن می شد قضاوت به نفع آن مورد بود.
احتمالاً الماس برای اولین بار به عنوان وسیله تراش جواهر به کار می رفته است و سختی زیاد آن ، استفاده از آن را برای این هدف مؤثر کرده است . یونانیان باستان فکر می کردند که تنها راه شکستن الماس فرو کردن آن در خون بز است و بعد از آن به راحتی شکسته می شود . نزدیک کردن الماس به کانی لوداستون (مگنتیت دارای خاصیت مغناطیسی) اثر آنرا از بین می برد. این دو ویژگی توسط بسیاری از پژوهشگران رد شده اند. تا قرن 18 فکر می شد که الماس زهر دارد، خاصیتی که کسانی که صاحب الماس بودند از آن راضی بودند زیرا افسانه زهری بودن الماس یکی از راه های مهم سرقت الماس را منتفی می کرد . بلع الماس و دفع آن نیز بعد از چند روز شایع بود . در ضمن فکر می شد که پودر الماس دارای زهر مهلکی باشد اما احتمالاً به آن آرسنیک می افزودند و کشندگی آن به خاطر آرسنیک بود . یک حادثه واقعی در تاریخ الماس بزرگ و معروف سنسی اتفاق افتاده است که یک خدمتگزار مورد اعتماد الماس را حمل می کرده که مورد تاراج دزدان قرار می گیرد ولی دزدان نمی توانند الماس را پیدا کنند و او را می کشند و بعدها الماس از شکم او پیدا شد و به خزانه باز گردانده شد . الماس به شکل وسیعی برای حفاظت از بشر ، به عنوان طلسم تصور می شد و الماس درخشندگی و خیره کنندگی و با زتاب شدید نور داشت . همچنین در مبارزات طلسم شکست ناپذیری بود . در شرق گاهی به عنوان چشم سوم بت از آن استفاده می شد.
با ظهور روشهای جدید علمی ، در قرن19 تحلیل کانی ها آسانتر شد و بسیاری از خرافات در مورد جواهرات از نزدیک مورد آزمایش قرار گرفت و رد شد.

الماس چیست ؟

الماس همان کربن معمولي است که در فشردن ترين حالت ممکن قرار مي گيرد . کربن ، يکي از معمولي ترين عناصر جهان است و در تمام کيهان مي توان ردي از آن پيدا کرد . کربن همچنين يکي از 4 عنصر اصلي براي پيدايش و ادامه حيات است . 18 در صد بدن ، از کربن تشکيل شده است، هوايي هم که از آن تنفس مي کنيم ، حاوي دي اکسيد کربن است و بيشتر مواد غذايي ، ترکيبات کربن دارند . در حالت خالص ، کربن معمولا در سه شکل يافت مي شود : الماس -گرافيک -فولريت -الماس يک بلور شفاف و بسيار و بسيار سخت است . گرافيک ماده ي معدني که از کربن خالص تهيه مي شود و بسيار نرم و سياه رنگ است . ساختار مولکولي ان به فشرد گي الماس نيست . و به همين دليل از الماس ضعيف تر است . فولريت جديد ترين شکل مولکول کربن است که 13 سالاز شناخته شدنش نمي گذرد. اين ماده معدني دقيقا از 60 اتم کربن تشکيل شده است که يک کره کامل را شکل مي دهد.الماس فرم بلوري کربن باچگالي ( g/cm3 3/520) ? يک از سخت ترين ودير گدازترين مواد شناخته شده است تمامي پيوندهاي ( C-C ) کوالانسي و طول آن ها برابر54/1 0A بوده وبرابر پيوند هاي مشاهده شده درهيدروکربن هاي سير شده است. در الماس هر اتم کربن با اوربيتال هاي هيبريدي sp3 به چهار اتم کربن ديگر باآرايش چهاروجهي پيوند يافته است.اين آرايش يک شبکه مکعبي مراکز وجوه پرراتشکيل مي دهد.چون هراتم کربن باتمام اتم هاي اطراف خود پيوند دارد بلور الماس ? به عنوان مولکول واحد تلقي مي شود. علاوه براين تمام الکترون هاي والانس هر اتم کربن دراوربيتال هاي پيوندي جفت شده اند وتراز والانس هراتم کربن بيش از هشت الکترون نمي تواند داشته باشد. به همين دليل الماس فوق العاده سخت دير ذوب پايدار بوده و رساناي الکتريسته نمي باشد واين بازتابي از ساختمان سه بعدي آن است.الماس ماده اي بيرنگ شفاف وشکننده است.رسانا يي گرمايي الماس از هر ماده ديگري بيشتراست .ودرحدود 5 برابر رسانايي گرمايي مس است. ضريب شکست الماس بالاست واگر به طرز خاصي تراش داده شود بازتاب نور را به رنگ هاي مختلف نشان مي دهد.
نگين تاج ملکه انگليس و مغز مداد کودک هندي هر دو از يک جنسند ، کربن . ولي يکي بيش از يک ميليارد سال در حال آماده شدن بود و ديگري هيچ !
الماس ها در حدود 160 کيلو متري زير پوسته زمين ،درون سنگهاي مذاب جبه تشکيل مي شود در اين بخش از زمين ،فشار و حرارت به قدري است که فرآيند تبد يل کردن به الماس مي تواند صورت پذيرد . حداقل شرايط اين فرآيند ،دماي 400 درجه سانتي گراد و فشار 30 هزار اتمسفر (هر اتمسفر ،فشار هوا در سطح درياست ) است . اندکي پايين تر از اين شرايط ،گرافيک توليد مي شود . شرايط توليد الماس در عمق 150 کيلو متري زمين ،مهياست ،جايي که فشار به 50 هزار اتمسفر و دما به 1200 درجه سانتي گراد ميرسد . فوران هاي قوي گدازه اي ،اين الماس ها را به سطح زمين آورده و انها مجرا هاي کيمبر ليت را تشکيل داده اند ( کيمبرليت نام مکاني در آفريقاي جنوبي است که اين مجراها براي نخستين بار در آن کشف شد . ) بسياري از اين فورانهادر فاصله يک ميليارد تا 20 ميليون سال پيش صورت گرفت . اين جريان هاي گدازه اي که به مراتب از فوران هاي آتش فشاني امروزي شديد تر بودند و از اعماق بيشتري سر چشمه گرفتند ، درون اين مجرا هاي کيمبر ليت سرد شدند و رگه هاي مخروطي شکل صخره اي کيمبرليت را تشکيل داده اند که الماس ها را نيز در بر داشت .کيمبرليت صخره آبي رنگي است که معدنچين ، الماس آن را جستجو مي کنند سطح اين مجراهاي کيمبرليت از 2تا146 هکتار متغير است .
در بستر رودخانه ها نيز مي توان الماس پيدا کرد اين مناطق را نواحي الماس آبرفتي مي نامند . در واقع منشا اين الماس ها نيز همان مجراي کيمبرليت بوده است ، ولي مجموعه اي از فعاليت هاي جغرافيايي موجب شد آنها از مکان خود حرکت کنند و به سطح زمين برسند . امروزه در کشورهاي استراليا ، برونئي ،برزيل ، روسيه و برخي کشور هاي آفريقايي مانند آفريقاي جنوبي و کنگو معادن الماس مشغول به کار است .الماسي که از معدن به دست مي آيد ، سطحي ناهموار و خشن دارد و براي تبديل شدن به يک يا چند قطعه جواهر با ارزش بايد بريده شده و صيقل داده شود .

مشخصات کلی الماس

• نام: الماس (Diamond)
• فرمول شيميايي :C كربن ناب 
• گروه کاني شناسي (شيميايي): عناصر 
• رنگ: بيرنگ،زرد،قهوهاي،آبي،سبز،قرمزرنگ،سياه،نارنجي
• جلا: شيشه اي 
• سيستم تبلور: كوبيك 
• رخ: چهار جهت كامل 
• شکستگي: صدفي 
• سختي: 10 
• رنگ خاکه: ندارد 
• وزن مخصوص: 5/3 
• ضریب شکست:419/2-417/2 
• شفافيت: شفاف تا كدر
• کانيهاي همراه: كانيهاي فرامافيك به ويژه اوليوين 
• شرايط تشکيل: زماني که گرافيت( پليمورف) در شرايط دما و فشار فوق العاده زياد است سيستم تبلور آن كوبيك و با سختي بسيار بالا.دماي ذوب 3820 درجه كلوين به دليل اتصال با تمام ظرفيت پيوندي عنصر كربن با ساير كربنها مي باشد. 
• نامهاي ديگر اين کاني : Boart (خرده هاي الماس) و Booart و Carbonado (الماس کدر)
• کانیهای پاراژنز: اكلوژيت،پريدوتيت،گرانوليت،گارنت،پيروكسن،فلوگوپيت

خواص متمایز الماس

• الماس در بین جامدات در دمای 25 درجه بالاترین هدایت گرمایی را دارد. (هدایت گرمایی آن ۵ برابر مس است) 
• الماس مادهٔ نوری ایده‌آلی است که توانایی انتقال طیف نوری فروسرخ تا فرابنفش را دارا است. 
• شاخص بازتابش بسیار بالایی دارد. 
• خواص نیمه‌رسانایی قابل توجهی دارد. شکست الکتریکی آن بطور متوسط ۵۰ برابر نیمه‌رساناهای متداول است. 
• در برابر تابش نوترونی به‌شدت مقاوم است. 
• سخت‌ترین مادهٔ شناخته شده است. 
• در مجاورت هوا روانی طبیعی فوق‌العاده‌ای دارد (مانند تفلون) 
• استحکام و صلبیت بسیار بالایی دارد. 
• با وجود این خواص منحصربه‌فرد، قیمت بالای آن جلوی کاربرد گستردهٔ آن را می‌گیرد و دانشمندان به دنبال پیدا کردن روش‌های تازه برای سنتز آن هستند.

انواع الماس

• الماس طبیعی

هنوز اساساً تنها منبع جواهرات بوده و بالاترین بها را دارد.

• الماس سنتزی فشار بالا

سهم گسترده‌ای از بازار صنعت را به خود اختصاص داده‌است. به عنوان ساینده و ابزار برشی و ماشینکاری به کار می‌رود.

• الماس سی‌وی‌دی (CVD)

پتانسیل‌های زیادی برای کاربرد در صنعت دارد ولی هنوز بصورت آزمایشگاهی تولید می‌شود.

• کربن شبه-الماس (DLC)

اخیراً تولید شده اما دارای کاربردهایی در زمینهٔ ابزار نوری دقیق است.

سختي الماس

الماس سخت ترين ماده طبيعي است .البته دانشمندان توانسته اند الماسهاي مصنوعي بسازند که به مراتب از خويشاوندان طبيعي خود سخت ترند . در الماس ، اتمهاي کربن در يک ساختار مشبک قرار دارند ، به اين شکل که هر اتم الکترونيکي خود را با چهار اتم ديگر به اشتراک مي گذارد و يک واحد چهار وجهي را تشکيل مي دهد . اين مجموعه چهار وجهي که از 5 مولکول تشکيل شده است يک مولکول فوق العاده قوي را تشکيل مي دهد ، اما هر 5 اتم مجاور مي توانند چنين شبکه اي را تشکيل دهند . به همين دليل تا بدين حد مستحکم است . اما در گرافيک ، اتمهاي کربن در يک حلقه به يکديگر متصل مي شوند ، يعني هز اتم فقط به يک اتم ديگر متصل است و به همين دليل اينقدر نرم است . زغال و مغز مداد ، نمونه هاي بارز گرافيک هستند .

تراش الماس

4 تکنيک براي تراش الماس وجود دارد
1)شکافتن
براي جدا کردن ناخالصي ها و ناهماهنگي هاي موجود در الماس ، سنگ الماس زبر روي يک سطح صاف و مناسب بتوني قرار مي گيرد.سپس با استفاده از ليزر يا يک الماس ديگر ، يک شيار تيز درون الماس ايجاد مي شود. اين شيار روي ضعيف ترين صفحات مولکولي بلور ، يعني جهتهايي که پيوند ميان اتمها ضعيف تر است ايجاد مي شود. سپس يک تيغه تيز فولادي در شيار قرار داده مي شود و با يک ضربه سريع و محکم الماس را به دو بخش تقسيم مي کنند.
2)اره کردن
در راستاي يک صفحه ترک يا بريدگي با استفاده از يک تيغه فسفر – برنز که با سرعت 15 هزار دور در دقيقه مي چرخد عمليات اره کردن صورت مي گيرد. از ليزر در اين عمليات استفاده مي شود.
3)خشک کردن
الماس روي يک دستگاه تراش بسته مي شود و الماس ديگري روي آن حرکت مي کند تا نماي کلي و زبر کمربند الماس را ايجاد کند. يعني حاشيه بيروني الماس در بيشترين قطر آن
4) صيقل دادن
در اين مرحله الماس شکل نهايي خود را مي گيرد. الماس را به بازويي که بر فراز چرخ گردان قرار مي دهند اين چرخ با پودر الماس پوشيده شده است و هنگامي که الماس بر سطح آن فشار داده مي شود سطوح زبر آن را نرم کرده ، رفته رفته ، آن را صيقلي مي کند.

معيار هاي برتري الماس:

زيبايي يک الماس بر اساس معيار هاي مختلفي صورت مي گيرد . الماس ها معيوبمعمولاً در مصارف صنعتي مانند دريل ها و يا در تراش و برش الماسهاي خام مورد استفاده قرار مي گيرد.
4 معيار مهم زيبايي الماس
1. برش: که به چگونگي برش آن بر مي گردد و بر هاي مختلفي که در اثر برش حاصل مي شود.
2. صافي:به ترکها و ناخالصي ها ي آن بر مي گردد.
3. قيراط : واحد وزن الماس است و در حدود 200 گرم مي باشد.
4. رنگ : مقياس رنگ از سفيد يخي شروع مي شود و به زرد روشن ( الماس گران قيمت)ختم مي شود
ديگر معيارهاي ارزيابي : شفافيت ، درخشندگي (تلالو)و پراکندگي نور ، الماسي که صد در صد کربن داشته باشد، کاملا شفاف خواهد بود اما معمولاً الماسها عناصر ديگري نيز دارند که بر رنگ آنها اثر مي گذارد.از اين گذشته الماسهاي آبي،قرمز، سياه ، صورتي،بنفش و سبز تير .

چرا الماس تا بدين حد درخشان است؟

الماس فشرده ترين ماده شفاف جهان است که تاکنون شناخته شده است .ضريب شکست آن 12/2 است .يعني سرعت نور در آن کمتر از نصف سرعت معمولي خود ميشود .اما همين فشردگي است که موجب مي شود الماس درخشنده ترين جسم شفاف باشد و برق بزند چطور؟وقتي يک پرتو نور به سطح الماس برخورد مي کند ،وارد آن مي شود ،اما مسير آن بسيار منحرف مي شود و به خط عمود بر سطح ورودي نزديک مي شود ،حتي اگر پرتو موازي سطح باشد ،باز هم وارد مي شود و داخل الماس به حرکت خود ادامه مي دهد.از سوي ديگر، اگر نور بخواهد از يک محيط غليظ وارد محيط رقيق بشود ، باز شده ،و به شدت از مسير خود منحرف مي شود، البته آزمايش اين پديده بسيار سخت است ، اما اگر بتوانيد توپي را از داخل استخر به بيرون شوت کنيد ،به سادگي مشاهده مي کنيد که چقدر تغيير مسير مي دهد.
موشکهايي هم که از زير درياييها شليک مي شود ،اگر کاملا عمود بر سطح شليک نشود ،با همين مشکل مواجه مي شود.اين موضوع منجر به پديد آمدن زاويه اي به نام زاويه حد مي شود .اگر زاويه پرتو خارج شده با خط عمود بر سطح کمتر از اين باشد نور خارج مي شود و اگر بيشتر باشد نور منعکس مي شود اگر هم با همين زاويه بتابد نور موازي سطح خارج مي شود.

حال ببينيم بر سر پرتو وارد شده به داخل الماس چه مي آيد ؟

سطح الماس با يکديگر زاويه هاي بزرگي مي سازند بنابراين وقتي پرتو يي از يکي از آنها وارد مي شود چند بار باز تاب مي شود زيرا زاويه اش با آن سطوح بيش از زاويه حد است هر چه الماس بيشتر تراش خورده باشد و صفحات بيشتري داشته باشد تعداد اين باز تابها بيشتر خواهد بود.از سوي ديگر پرتو هاي نور در مسير خود به گوشه هاي تلاقي چند صفحه نيز مي رسند در اين نقاط بخشي از نور عبور مي کند و بخشي ديگر بازتاب مي شود.به همين دليل الماس در چند نقطه مختلف برق مي زند به عبارت ديگر هر چه الماس بيشتر برش خورده باشد و شکل هندسي پيچيده تري داشته باشد درخشش آن بيشتر خواهد بود.

به نظر شما آيا الماس در تاريکي نيز برق مي زند ؟

پاسخ خير زيرا در تاريکي نوري نيست که وارد الماس شود و اين انعکاس ها را ايجاد نمايد.

چرا الماس مي درخشد ؟

تصور کنيد که الماس تا اين حد کمياب و گران نبود وهمه توانايي خريدن آن را داشتند. آيا در اين صورت، الماس باز هم با ارزش بود؟
دو دليل وجود دارد براي آنکه مردم هنوز هم تمايل به خريدن الماس داشته باشند. اول آنکه الماس سخت ترين ماده اي است که بشر تاکنون شناخته، ودر نتيجه، در صنعت مورد استفاده هاي فراوان دارد، دوم آنکه الماس هنوز هم زيبا است و مردم از نگاه کردن به آن لذت مي برند،الماس نتيجه فرايندي است که در طبيعت رخ داده است .ميليون ها سال پيش زمين به تدريج سرد شد.در آن زمان در زير پوسته زمين توده هايي از سنگ هاي مايع داغ وجود داشتند. اين توده ها حرارت و فشار فوق العاده اي را تحمل مي کردند.در نتيجه ،مولکول هاي کربن به شکل بلورهاي شفاف و متراکمي در کنارهم قرار گرفتند .يک الماس ،در حقيقت ،يک (بلور کربن) خالص است . هنگامي که الماس را در حالت طبيعي مي يابند ، شکل ظاهري آن ،تقريبا تيره است . امروزه بشر با قدرت ابتکارو خلاقيت خويش مي تواند اين جسم تيره را تبديل به جواهر پر تلا لويي سازد که چشم ها را خيره کند و ما همه آن را مي شناسيم .بيشتر الماس ها را از وسط اره مي کنند وهر نيمه را شکل مي دهند وآن را تبديل به الماسي مي کنند که برليان ناميده ميشود . سپس تراش ها يا شيار هاي ريزي بر روي الماس ايجاد مي کنند .اين تراشها و شيارها باعث مي شود که الماس بدرخشد. دليل درخشيدن اين است که الماس داراي قدرت انکسار و انعکاس نور بالايي است، يعني هنگامي که نور به داخل الماس وارد مي شود، بيش از هرماده ديگري آن را خم مي کند. نور به جاي آنکه از الماس عبور کند، خم مي شود بطوري که مي شکند و دوباره به سنگ باز مي گردد. بنابر اين وقتي که به الماس مي نگريم، مقادير بسار زيادي نور به چشمان ما باز مي گردد و زيباتر به نظر مي رسد. الماس همچنان مي تواند نور را به رنگهاي متفاوتي بشکند يا منکسر سازد. اين موضوع باعث مي شود که الماس به صورت آتش جلوه کند. آيا مي دانستيد که تا قبل از سال 1430 از الماس به عنوان يک جواهر شخصي استفاده نمي شد و پس از آن، يک زن فرانسوي به نام آگنس سورل استفاده از آن را پس اين رسم در همه جا مرسوم کرد؟

چگونگی تعین قدمت الماس:

قدمت الماس ها حداقل به 990 میلیون سال باز می گردد.بسیاری از آنها متعلق به 2/3 میلیارد سال پیش اند.آیا با سن سنجی کربن می توان تعیین سن کرد.این گونه نیست چرا که تنها می توان سن کربن هایی را که قدمت چندانی ندارند تعیین کرد. نشان دار کردن از روشهایی هست که برای تعیین سن میان بارها در الماس ها مورد استفاده قرار می گیرد(برای مثال اورانیم-سرب)میان بارهای مورد استفاده در سن سنجی در حدود 100 قطر دارند.

محل پیدایش

الماس برای نخستین بار در گالکوندا در هندوستان استخراج شد و شماری اندک از برنئو به دست می آمد . از زمان باستان تا سده هفدهم همین دو سرچشمه شده بود تا این که در این قرن در حفاری برای طلا در برزیل مورد دیگری یافت شد . در آن زمان الماس به عنوان سنگی گرانبها مورد نظر بود و از دید خواست مردم در رده سوم پس از یاقوت سرخ و زمرد قرار داشت. تراش دادن الماس به طوری که از دید صنعتی و بازرگانی مناسب باشد در سده های 14و15 توسعه یافت در قرن 16، Jean Baptiste Jowernier از سفر حماسی خود به خاورزمین شماری الماس به فرانسه آورد. البته مانند تمام سنگهای گرانبها ، الماس نیز به مردم ثروتمند تعلق داشت ، تا زمانیکه نیمه دوم سده نوزدهم فرا رسید و سرچشمه ها و میدانهای غنی در آفریقای جنوبی کشف شدند و الماس به درون توده های میانی نیز راه پیدا کرد . دگرگونی های صنعتی رونقی فراوان به آن بخشید و برای نخستین بار الماس در گستره ای از جامعه وارد گشت.دو مکان عمده که امروزه از آنها بهره برداری می شود به تازگی کشف شده اند . با این که در سده 19 ، استرالیا سرچشمه ای شناخته شده بود. اما تا سال 1970 از تمام استعدادهای این مکان استفاده نمی شد. تا اینکه در این سال در زمینه طرحها و ماشین آلات سرمایه گذاری کافی انجام شد . معادن الماس شوروی پیشین در زمره بزرگترین تأمین کننده سنگهای قیمتی در سراسر جهان اند که شماری از سنگهای ارزشمند با کیفیت را به بازار می فرستند.
الماسها به طور معمول در دو منطقه پیدا می شوند:
کهن ترین و رایجترین مکان در میان ریگ های ته نشین شده بستر رودخانه های کهن است . در این حالت ، الماس ها از فرسایش سنگ ها و تخته سنگهای مادر به وجود آمده اند . تا پیش از کشف سرچشمه های جدیدتر در آفریقا تمامی الماسها از همین مکانها به دست می آمده اند. در مناطق کیمبرلیتی الماسها درون دودکشهای آتشفشانی خاموش یافت میشود . این اولین باری بود که سنگهای قیمتی از میان سنگهای مادر برداشت می شدند. اکنون چنین استخراجهایی از رگه هایی در سیبری ، استرالیا و بوتسوانا انجام می شود

تشکیل الماس

کاني هاي گرانبها با خاستگاه آذرين ساختماني بلورين دارند و پيدايش آنها در شرايطي آرام و پايدار و غلظتي متناسب و زماني بسيار دراز انجام مي شود. محلول هاي سازنده اغلب در حالت اشباع نيستند يا دما و فشار آنها را از شرايط اشباع دور مي سازد و تغيير شرايط يا در اصل انجام نمي شود ويا به طور كلي تغيير اندك مي يابد. در مجموع افت دما نه تنها در پيدايش كاني موثر نيست، بلكه ممكن است حتي بر مرغوبيت آن نيز زيان وارد آورد. آن چه يك بلور بيش از هرچيز بدان نيازدارد، به دست آوردن دماي مناسب و شرايط پايدار در طول ساخت است به گونه اي كه كاتيون ها و آنيون ها كم ترين نيروي ربايش- رانش را با يكديگر داشته باشند.
ماگماي بازيك و اولترابازيك نمونه ای از خاستگاه ماگمایی است که مناسب برای تشکیل الماس می باشد. معمولا‌ شرايط فشار و درجه حرارت موجود همراه با اين سنگ ها در حد گوشته بالايي است.يكي از كاني هاي قيمتي منحصر به اين شرايط، الماس است. كربن در پوسته زمين به صورت آزاد به شكل ذغال يا گرافيت است و در تركيب به صورت سنگ هاي كربناته و co2 يافت مي شود که در شرايطي خاص به شكل الماس متبلور مي گردد. شرايط خاص براي الماس، فشار خيلي بالا مي باشد. به همين دليل الماس منحصر به سنگهايي است كه شرايط پيدايش آنها توسط آتشفشان هايي كنترل مي شود كه تنوره آنها تا گوشته ادامه مي يابد، مانند كيمبرليت ها. فزون بر كيمبرليت ها، اكلوژيت ها نيز اگر داراي كربن باشند و هنگام تشكيل آنها فشار ليتواستاتيك معادل 100 كيلوبار باشد، تشكيل الماس را مي دهند (معمولا ‌هنگام تشكيل اكلوژيت، فشار درحد فشار گفته شده است و از طرفي درجه حرارتي كم تر از ژرفاي 100 كيلومتر دارند كه مناسب براي پيدايش و پايداري الماس مي باشد). فزون بر الماس،كاني هاي گرانبهاي ديگري نيز مانند برخي از گروناها، ياقوت كبود، ياقوت، اسپينل و اليوين وابسته به سنگهاي بازيك و اولترابازيك هستند.
الماس‌ها از کربن تشکیل می‌شوند- کربن کاملا سازمان‌یافته.زمین شناسان تشکیل الماس‌ها درون کره زمین را از یک تا سه میلیارد سال قبل تخمین می زنند.به بیان ساده مراحل پیدایش و تشکیل الماس این‌گونه است:
1) دی‌اکسید کربن را در ۱۸۰ کیلومتری عمق زمین دفن کنید.
2) آن را تا بیش از ۱۲۰۰ درجه حرارت دهید.
3) آن را زیر فشار بیش از ۵۰۰۰۰ کیلوگرم نیرو بر سانتی‌متر مربع قرار دهید.
4) به سرعت آن را به سطح زمین بیاورید تا به سرعت سرد شود.
الماس بيشتر در كيمبرليت يافت مي شود كيمبرليت به سنگهاي آذرين فرامافيك غني از پتاسيم اطلاق مي شود اكثر كيمبرليت ها متعلق به دوره كرتاسه مي باشند كيمبرليتهاي مهم در قاره افريقا (به خصوص كشور افريقايي جنوبي ) ، روسيه و آمريكا و هندوستان واقع شده است . تمام كيمبرليت ها حاوي الماس نيستند عمق و تركيب شيميايي مهمترين عوامل در تبلور الماس هستند الماس به صورت پراكنده در زمينه سنگهاي كيمبرليتي يافت مي شود عيار الماس در اين سنگها بين 1/0 تا 6/0 گرم در تن است .
بر طبق يافته هاي جديد الماس مي تواند در لامپورئيت ها نيز وجود داشته باشد بطور مثال الماس هاي يافت شده در معادن لامپورئيت استراليا از اين نمونه هستند دانستن اين مطلب از اين سو مهم است ، كه سنگهاي لامپورئيتي در كشورمان ايران نيز وجود دارد بنابراين پژوهش در مورد امكان وجود الماس در ايران بهشت زمين شناسي دنيا، امري ضروري به نظر مي رسد.
مطالعه ادخال هاي سيال (inclusion) در الماس منطقه اي از آفريقا نشان داده است كه دماي تبلور الماس حدود 1100 و فشار 50 كيلو بار است.الماسها در عمقی بین 100-200 کیلومتر زیر سطح زمین تشکیل می شوند.در این اعماق درجه حرارت در حدود 900-1300 درجه سانتی گراد و فشار بین 45- 60 کیلو بار است.
50 کیلوبار=150 کیلومتر=90 مایل زیر سطح زمین
60 کیلو بار=200 کیلومتر=120 مایل زیر سطح زمین
الماس ها طی فرایند های آتشفشانی به سطح زمین آورده می شوند.مجرای آتشفشانی تحت عنوان مجرای کیمبرلیت یا الماس شناخته شده است.این جواهر سنگها به صورت میان بار در صخره های آتشفشانی به نام کیمبرلیت یافت می شوند.توجه داشته باشید ماگماهای کیمبرلیتی ازمعمولا از الماسهایی که با خود به سطح زمین می آورند اغلب جوانتر اند(ماگمای کیمبرلیت به عنوان یک کمربند حامل عمل می کند).سرعت فوران گدازه های کیمبرلیت حاوی الماس 10-30 کیلومتر در ساعت است. (اگلر 1989) اما در اواخر این فرایند میزان سرعت ممکن است به چندین کیلومتر در ساعت برسد.
کانسارهای جواهر سنگی آبرفتی: با آمدن سنگها به سطح زمین ممکن است جواهر سنگها بر اثر هوازدگی نمودار شوند. جواهر سنگها کانی هایی هستند که غالبا در برابر هوازدگی شیمیایی مقاوم اند. آنها عموما در بستر رودخانه ها و ماسه های ساحلی متمرکز می شوند که به نام کانسارهای آبرفتی شناخته شده اند.
گوهرهای بدلی:از نظر شکل ظاهری شبیه به الماس هستند. بین الماس مصنوعی( الماس دست ساز بشر که در آن اتم های کربن بر اساس ساختار خاص الماس طبیعی آرایش یافته اند) و الماس بدلی تفاوت وجود دارد.

متداولترین انواع گوهرهای بدلی:

YAGگارنت آلومینیم یوتیرم
GGG گارنت گالیم گادولیم
CZ زیرکون مکعبی
الماس بدلی موسیانیت (کربید سیلیسیم یا کربوراندم) در سال 1998 وارد بازار جواهرات شد، این الماس بدست کمپانی C3 و Cree Research ساخته شد . طی چند سال اخیر این نوع پایه استاندارد الماسهای بدلی شده است.
الماسهای مصنوعی غالبا زرد رنگ اند به ندرت به عنوان جواهرآلات مورد استفاده قرار می گیرند و بیشتر برای اهداف صنعتی به کار برده می شوند.یک الماس 5 میلیمتری(0/5 قیراط) حدود یک هفته طول می کشد تا بزرگ شود. برای ساخت الماسهای مصنوعی دما و فشار بالا ، نوعی دستگاه خاص مورد نیاز است.گاهی اوقات الماسهای مصنوعی بوسیله میان بارهای گدازآور از الماسهای طبیعی قابل تشخیص هستند.
دو روش برای ساخت الماس در آزمایشگاه وجود دارد اولین روش مصنوعی روش “فشار بالا، حرارت بالا” (HPHT) نامیده می‌شود.این روش بیشترین شباهت را با نحوه تشکیل الماس درون کره زمین دارد و در آن گرافیت تحت فشار و گرمای شدید قرار می‌گیرد‌.سندان‌های کوچک در ماشین HPHT در حالی که الکتریسیته شدید از گرافیت عبور می‌کند، بر روی آن فشار می‌‌آورد، و تنها پس از چند روز یک الماس با کیفیت جواهر به وجود می‌آورد.البته این الماس‌ها به اندازه الماس‌های طبیعی خالص نیستند، زیرا یک محلول فلزی با گرافیت مخلوط می‌شوند.
روش دیگر تولید الماس- رسوب بخار شیمیایی نامیده می شود-بر مبنای فشار شدید عمل می‌کند، اما الماس‌هایی بی‌‌نقص‌تر از طبیعت می‌تواند تولید کند.یک قطعه الماس در وان یک محفظه کاهش فشار قرار داده می‌‌شوند، سپس گاز طبیعی با تابش مایکروو‌یو به درون این محفظه فرستاده می‌شود. هنگامی گاز تا تقریبا ۲۰۰۰ درجه حرارت داده می‌شود، اتم‌های کربن روی الماس درون محفظه “می بارند” و به آن می‌چسبند، و غلاف کاملی شبانه دور الماس رشد می‌کند.این الماس‌های مصنوعی بیش از هر چیز در صنایع تولید رایانه ها استفاده می شود.در درجه حرارت‌هایی که در آن تراشه‌های سیلیکونی ذوب می شوند، غلاف های الماس مصنوعی مثل سنگ سخت باقی می‌مانند.

كاربرد:

در صنعت قطعات الماس برای بریدن شیشه بكار می‌رود. پودر دانه ریز الماس برای تراش و صیقلی الماس‌های بزرگ و جواهرسازی بكار می‌رود. برای بریدن سنگها و قطعات سخت از تیغه‌هایی كه از الماس است استفاده می‌شود. در روی مته حفاری از آن استفاده می‌‌شود.الماس به صورت جواهرات و سنگهای قیمتی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. الماس مهمترین سنگ قیمتی است و ارزش آن به سختی و به تراش آن (برلیان) كه به ضریب شكست آن وبه انعكاس نور از سطوح آن بستگی دارد. بطور كلی با ارزش‌ترین نمونه‌ها آنهایی است كه فاقد ترك یا شكستگی است و بی‌رنگ و یا سفید متمایل به آبی هستند. رنگ زردی كه الماس از خود نشان می‌دهد از ارزش آن می‌‌‌كاهد. الماسهایی كه دارای سایه‌های پررنگی از سبز و آبی و زرد و قرمز به عنوان الماسهایی زیبا و پرارزش شناخته می‌شود.

ارزش گذاری بر روی الماس

چهار ویژگی که بر ارزش یک الماس تاثیر می گذارد عبارت است از:رنگ، وضوح،برش و وزن آن به قیراط است.همواره مقدار رنگ زرد را در الماس مد نظر داشته باشید(چرا که این رنگ از ارزش آن می کاهد).
سفید مایل به آبی>سفید>نقره ای>زرد
جواهر سنگهای پررنگ که دارای رنگ بسیار قوی اند ارزش و جذابیت مخصوص به خود را دارند.الماسهای رنگی زرد،سبز یا قهوه ای اند یا هاله هایی از رنگ صورتی دارند.الماس های صورتی رنگ بزرگ غالبا نادر اند و در حال حاضر قیمت آنها بسیار بالاست.الماسهای آبی رنگ طبیعی از برن تشکیل شده اندکه این امردر رسانش الماسها تغییر گذار است.در حالی که در ساختمان الماسهای زرنیتروژن وجود دارد.
ترک خوردگی،شکستگی،خراش وشکاف از وضوح الماسها می کاهد.
الماسهای فاقد ترک الماسهایی اند که با بزرگنمایی x10فاقد هر گونه میان بار قابل مشاهده و یا ترک خارجی هستند.درجه وضوح را با بزرگنمایی x10 می سنجند.چنانچه اندازه بزرگنمایی مطلوب باشد میان بار ها در هر نوع الماسی دیدده می شوند.
پیکه یک وازه تجاری قدیمی است که توسط استاندارد بین المللی GIA-DEVELOPED ازIF به I3تغییر کرده است.اولین پیکه میان بار هایی هستند که با بزرگنمایی x10 قابل مشاهده اند. دومین پیکه شامل میان بار هایی هستند که می توان آنها را با چشم غیر مسلح دید.سومین پیکه میان بارهای بسیار بزرگ اند که درخشندگی آنها کاهش یافته است.سطوح برشی جواهر سنگها به گونه ای قرار گرفته اند که به درخشندگی الماسها می افزاید.برش برلیانی (برش تالکوسکی نوعی برش .معمول در الماسهاست.
دسته بندی الماسها:خیلی خوب….خوب….متوسط…. ضعیف
ارزش يك الماس بر اساس حروف الفبا از D (سفيد) تا Y (زرد) رتبه‌بندي مي‌شود. الماس هاي Z ، الماس‌هاي ”فانتزي” يا الماس‌هاي ”پررنگ” هستند. برش الماس به صورتي‌ست كه بيشترين شكست نور سنگ را به دست دهد، بطوريكه برش درخشان ترجيح داده مي‌شود. وضوح الماس به تعداد و اندازه ترك‌ها و تداخل‌هاي ساير كانيها (مانند كوارتز) بستگي دارد. وضوح از FI (بدون ترك) ، IF (بدون ترك در بزرگ‌نمايي 10) ، سري‌هاي رتبه‌بندي V (ترك‌هاي بسيار ريز در بزرگ‌نمايي 10) ، سري‌هاي رتبه‌بندي S (ترك‌هاي ريز در بزرگ‌نمايي 10) ، تا I3,I2,I1 (داراي تداخل‌هاي قابل روئيت با چشم غير مسلح) رتبه‌بندي مي‌شود. وزن قيراطي الماس نيز از فاكتورهاي مرتبط با وزن الماس مؤثر در ارزش‌گذاري آن است. (هر قيراط حدود 2/0 گرم و 007/0 اونس است). بزرگترين و باارزش‌ترين الماس‌ها شامل الماس كولينان (Cullinan) يا ستاره آفريقا به وزن 20/350 قيراط، الماس اگزسيور (Exezisior) ، الماس منگول بزرگ (Great mo.gul) كه يك الماس هندي‌ست و گفته مي‌شود 0/787 قيراط وزن داشته ، اما محل آن ناشناخته است، درياي نور ، كوه ‌نور، الماس هپ (Hope diamond) كه به نام خريدار آن ، هنري توماس هپ است، مي‌باشند

پرتو افکنی

پرتو افکنی به منظور تغییر رنگ الماس صورت می گیرد و متداولترین نوع رنگی که ایجاد می کند سبز است.اما الماسهایی که در معرض رادیم قرار می گیرندهمچنان رادیو اکتیو باقی می مانند.هرچند ا این مشکل امروزه حل شده است.سنگهایی مانند کیمبرلیت، سنگهای آتشفشانی فورانی هستند که از اعماق پایین جبه به بالا آمده و همراه خود الماس می آورند. عنصر سازنده الماس کربن است. شکل پایدار کربن در سطح زمین گرافیک است. برای آنکه گرافیک به الماس تبدیل شود به دما و فشار بالا نیاز است. لذا تقریبا تمامی الماسها در حدود 100 مایل پایین تر از اعماق زمین ایجاد می شوند. تاریخ تشکیل این سنگها مربوط به چند میلیارد سال قبل است. ندرتا الماسها در دما و فشار بسیار بالای سنگهای متامورفیکی ایجاد می شوند.

الماس هاي مشهور دنيا

کالينان : بزرگترين الماسي که تاکنون يافت شده است . اين الماس 3106 قيراطي در سال 1905 در ترانسوال آفريقاي جنوبي يافت شد . سال 1907 اين الماس به پادشاه انگلستان ، ادوارد هفتم اهدا شد و بعدها به 9 سنگ بزرگ و تعدادي سنگ کوچک تقسيم شد. مهمترين آنها ، الماس 530/2 قيراطي ستاره آفريقا است که در عصاي شاهي کار گذاشته شده و در برج لندن به نمايش گذاشته شده است.سلطان بزرگ : به نظر مي رسد سومين الماس بزرگ غير بريده شده اي است که تاکنون يافت شده است . اين الماس در سال 1650 کشف و وزن سنگش 787/50 قيراط بود ، سازنده تاج محل ناميده شد . متاسفانه اين الماس به شکل عجيبي مفقود شده است واز امکان امروزي آن اطلاعي در دست نيست .اميد آبي : مشهور ترين الماس آمريکا است . اين جواهر 45/52 قيراطي ، تاريخچه اي 400 ساله دارد . در آن زمان قطعه سنگ 112/1875 قيراطي بود و در سال 1668، به وسيله شاه لوئيس چهاردهم در فرانسه خريداري شد . به نظر مي رسد اين جواهر ناياب در معدن کلار هند يافت شده باشد.

منابع :
الماس چيست ؟ http://shemeardestan.parsiblog.com
الماس چيست ؟ http://aftab.ir
الماس :Diamonal http://www.lenjan.ir
آشنایی با الماس http://www.amoozeshgah.net
الماس چيست ؟ http://chem2yazd.blogfa.com
الماس از پیدایش تا گوهری گرانبها http://geoaria.blogfa.com
الماس http://fa.wikipedia.org

بازدیدها: 1