الماس ، سنگ يك ميليارد ساله

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.
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 مقياس موهو الماس سخت ترين و گرافيك نرم ترين است .حال آنكه اتمهاي تشكيل دهنده هر دو كربن است.اين تفاوت ناشي از آن است كه در الماس اتمهاي كربن در يك شبكه سه بعدي به يكديگر متصل هستند در حالي كه در گرافيك ورقه هايي هستند كه با پيوند هاي سست به يكديگر متصل اند.
براي به دست آوردن تنها 5 گرم الماس مي بايد به ميزان 1000 كيلو گرم استخراج معدن داشته باشيدكه تنها 20 ذرصد آن كيفيت لازم جواهري را دارد و مابقي در صنعت مورد استفاده قرار مي گيرد(كه اين نوع الماس به عنوان خرده الماس تراش دار يا نوعي الماس كدر (ريزتر) شناخته شده مي باشد)
در 50 سال اخير انواع مختلف الماس با ويژگي 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
تاريخچه:
سلطان جواهرات امروزه ندرتاً در مجموعه جواهرات باستاني يافت شده است و اين احتمال مي رود كه انواع اندازه هاي الماس در جهان به معناي كمياب بوده است. آداماس در يكي از نشان هاي يهود وجود دارد ولي دلايلي وجود دارند كه اين نام به سنگي سست تر از الماس اشاره مي كند: احتمالاً سافير بي رنگ و يا توپاز بي رنگ بوده است . روي هر قطعه جواهر از اين نشان يهودي نام يكي از قبايل بني اسرائيل حكاكي شده است (12 قبيله) كاهن بزرگ يهودي از آداماس براي رسيدن به تصميم نهايي ، از قانون استفاده مي كرد. اگر اين سنگ كدر مي شد حكم بر ضد آن مورد بود و اگر روشن مي شد قضاوت به نفع آن مورد بود.
احتمالاً الماس براي اولين بار به عنوان وسيله تراش جواهر به كار مي رفته است و سختي زياد آن ، استفاده از آن را براي اين هدف مؤثر كرده است . يونانيان باستان فكر مي كردند كه تنها راه شكستن الماس فرو كردن آن در خون بز است و بعد از آن به راحتي شكسته مي شود . نزديك كردن الماس به كاني لوداستون (مگنتيت داراي خاصيت مغناطيسي) اثر آنرا از بين مي برد. اين دو ويژگي توسط بسياري از پژوهشگران رد شده اند. تا قرن 18 فكر مي شد كه الماس زهر دارد، خاصيتي كه كساني كه صاحب الماس بودند از آن راضي بودند زيرا افسانه زهري بودن الماس يكي از راه هاي مهم سرقت الماس را منتفي مي كرد . بلع الماس و دفع آن نيز بعد از چند روز شايع بود . در ضمن فكر مي شد كه پودر الماس داراي زهر مهلكي باشد اما احتمالاً به آن آرسنيك مي افزودند و كشندگي آن به خاطر آرسنيك بود . يك حادثه واقعي در تاريخ الماس بزرگ و معروف سنسي اتفاق افتاده است كه يك خدمتگزار مورد اعتماد الماس را حمل مي كرده كه مورد تاراج دزدان قرار مي گيرد ولي دزدان نمي توانند الماس را پيدا كنند و او را مي كشند و بعدها الماس از شكم او پيدا شد و به خزانه باز گردانده شد . الماس به شكل وسيعي براي حفاظت از بشر ، به عنوان طلسم تصور مي شد و الماس درخشندگي و خيره كنندگي و با زتاب شديد نور داشت . همچنين در مبارزات طلسم شكست ناپذيري بود . در شرق گاهي به عنوان چشم سوم بت از آن استفاده مي شد.
با ظهور روشهاي جديد علمي ، در قرن19 تحليل كاني ها آسانتر شد و بسياري از خرافات در مورد جواهرات از نزديك مورد آزمايش قرار گرفت و رد شد.
الماس چيست ؟
الماس همان كربن معمولي است كه در فشردن ترين حالت ممكن قرار مي گيرد . كربن ، يكي از معمولي ترين عناصر جهان است و در تمام كيهان مي توان ردي از آن پيدا كرد . كربن همچنين يكي از 4 عنصر اصلي براي پيدايش و ادامه حيات است . 18 در صد بدن ، از كربن تشكيل شده است، هوايي هم كه از آن تنفس مي كنيم ، حاوي دي اكسيد كربن است و بيشتر مواد غذايي ، تركيبات كربن دارند . در حالت خالص ، كربن معمولا در سه شكل يافت مي شود : الماس -گرافيك -فولريت -الماس يك بلور شفاف و بسيار و بسيار سخت است . گرافيك ماده ي معدني كه از كربن خالص تهيه مي شود و بسيار نرم و سياه رنگ است . ساختار مولكولي ان به فشرد گي الماس نيست . و به همين دليل از الماس ضعيف تر است . فولريت جديد ترين شكل مولكول كربن است كه 13 سالاز شناخته شدنش نمي گذرد. اين ماده معدني دقيقا از 60 اتم كربن تشكيل شده است كه يك كره كامل را شكل مي دهد.الماس فرم بلوري كربن باچگالي ( g/cm3 3/520) ? يك از سخت ترين ودير گدازترين مواد شناخته شده است تمامي پيوندهاي ( C-C ) كوالانسي و طول آن ها برابر54/1 0A بوده وبرابر پيوند هاي مشاهده شده درهيدروكربن هاي سير شده است. در الماس هر اتم كربن با اوربيتال هاي هيبريدي sp3 به چهار اتم كربن ديگر باآرايش چهاروجهي پيوند يافته است.اين آرايش يك شبكه مكعبي مراكز وجوه پرراتشكيل مي دهد.چون هراتم كربن باتمام اتم هاي اطراف خود پيوند دارد بلور الماس ? به عنوان مولكول واحد تلقي مي شود. علاوه براين تمام الكترون هاي والانس هر اتم كربن دراوربيتال هاي پيوندي جفت شده اند وتراز والانس هراتم كربن بيش از هشت الكترون نمي تواند داشته باشد. به همين دليل الماس فوق العاده سخت دير ذوب پايدار بوده و رساناي الكتريسته نمي باشد واين بازتابي از ساختمان سه بعدي آن است.الماس ماده اي بيرنگ شفاف وشكننده است.رسانا يي گرمايي الماس از هر ماده ديگري بيشتراست .ودرحدود 5 برابر رسانايي گرمايي مس است. ضريب شكست الماس بالاست واگر به طرز خاصي تراش داده شود بازتاب نور را به رنگ هاي مختلف نشان مي دهد.
نگين تاج ملكه انگليس و مغز مداد كودك هندي هر دو از يك جنسند ، كربن . ولي يكي بيش از يك ميليارد سال در حال آماده شدن بود و ديگري هيچ !
الماس ها در حدود 160 كيلو متري زير پوسته زمين ،درون سنگهاي مذاب جبه تشكيل مي شود در اين بخش از زمين ،فشار و حرارت به قدري است كه فرآيند تبد يل كردن 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 . اندكي پايين تر از اين شرايط ،گرافيك توليد مي شود . شرايط توليد الماس در عمق 150 كيلو متري زمين ،مهياست ،جايي كه 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 كيمبر ليت را تشكيل داده اند ( كيمبرليت نام مكاني در آفريقاي جنوبي است كه اين مجراها براي نخستين بار در آن كشف شد . ) بسياري از اين فورانهادر فاصله يك ميليارد تا 20 ميليون سال پيش صورت گرفت . اين جريان هاي گدازه اي كه به مراتب از فوران هاي آتش فشاني امروزي شديد تر بودند و از اعماق بيشتري سر چشمه گرفتند ، درون اين مجرا هاي كيمبر ليت سرد شدند و رگه هاي مخروطي شكل صخره اي كيمبرليت را تشكيل داده اند كه الماس ها را نيز در بر داشت .كيمبرليت صخره آبي رنگي است كه معدنچين ، الماس آن را جستجو مي كنند سطح اين مجراهاي كيمبرليت از 2تا146 هكتار متغير است .
در بستر رودخانه ها نيز مي توان الماس پيدا كرد اين مناطق را نواحي الماس آبرفتي مي نامند . در واقع منشا اين الماس ها نيز همان مجراي كيمبرليت بوده است ، ولي مجموعه اي از فعاليت هاي جغرافيايي موجب شد آنها از مكان خود حركت كنند و به سطح زمين برسند . امروزه در كشورهاي استراليا ، برونئي ،برزيل ، روسيه و برخي كشور هاي آفريقايي مانند آفريقاي جنوبي و كنگو معادن الماس مشغول به كار است .الماسي كه از معدن به دست مي آيد ، سطحي ناهموار و خشن دارد و براي تبديل شدن به يك يا چند قطعه جواهر با ارزش بايد بريده شده و صيقل داده شود .
مشخصات كلي الماس
الماس (Diamond)
فرمول شيميايي :C كربن ناب
گروه كاني شناسي (شيميايي): عناصر
رنگ: بيرنگ،زرد،قهوهاي،آبي،سبز،قرمزرنگ،سياه،نارنجي
جلا: شيشه اي
سيستم تبلور: كوبيك
رخ: چهار جهت كامل
شكستگي: صدفي
سختي: 10
رنگ خاكه: ندارد
وزن مخصوص: 3.5
ضريب شكست:2.419-2.417
شفافيت: شفاف تا كدر
كانيهاي همراه: كانيهاي فرامافيك به ويژه اوليوين
شرايط تشكيل: زماني كه 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 كاني : Boart (خرده هاي الماس) و Booart و Carbonado (الماس كدر)
كانيهاي پاراژنز: اكلوژيت،پريدوتيت،گرانوليت،گارنت،پيروكسن،فلوگوپيت
خواص متمايز الماس
الماس در بين جامدات در دماي 25 درجه بالاترين هدايت گرمايي را دارد. (هدايت گرمايي آن 5 برابر مس است)
الماس ماده نوري ايدهآلي است كه توانايي انتقال طيف نوري فروسرخ تا فرابنفش را دارا است.
شاخص بازتابش بسيار بالايي دارد.
خواص نيمهرسانايي قابل توجهي دارد. شكست الكتريكي آن بطور متوسط 50 برابر نيمهرساناهاي متداول است.
در برابر تابش نوتروني بهشدت مقاوم است.
سختترين ماده شناخته شده است.
در مجاورت هوا رواني طبيعي فوقالعادهاي دارد (مانند تفلون)
استحكام و صلبيت بسيار بالايي دارد.
با وجود اين خواص منحصربهفرد، قيمت بالاي آن جلوي كاربرد گسترده آن را ميگيرد و دانشمندان به دنبال پيدا كردن روشهاي تازه براي سنتز آن هستند.
انواع الماس
الماس طبيعي
هنوز اساساً تنها منبع جواهرات بوده و بالاترين بها را دارد.
الماس سنتزي فشار بالا
سهم گستردهاي از بازار صنعت را به خود اختصاص دادهاست. به عنوان ساينده و ابزار برشي و ماشينكاري به كار ميرود.
الماس سيويدي (CVD)
پتانسيلهاي زيادي براي كاربرد در صنعت دارد ولي هنوز بصورت آزمايشگاهي توليد ميشود.
كربن شبه-الماس (DLC)
اخيراً توليد شده اما داراي كاربردهايي در زمينه? ابزار نوري دقيق است.
سختي الماس
الماس سخت ترين ماده طبيعي است .البته دانشمندان توانسته اند الماسهاي مصنوعي بسازند كه به مراتب از خويشاوندان طبيعي خود سخت ترند . در الماس ، اتمهاي كربن در يك ساختار مشبك قرار دارند ، به اين شكل كه هر اتم الكترونيكي خود را با چهار اتم ديگر به اشتراك مي گذارد و يك واحد چهار وجهي را تشكيل مي دهد . اين مجموعه چهار وجهي كه از 5 مولكول تشكيل شده است يك مولكول فوق العاده قوي را تشكيل مي دهد ، اما هر 5 اتم مجاور مي توانند چنين شبكه اي را تشكيل دهند . به همين دليل تا بدين حد مستحكم است . اما در گرافيك ، اتمهاي كربن در يك حلقه به يكديگر متصل مي شوند ، يعني هز اتم فقط به يك اتم ديگر متصل است و به همين دليل اينقدر نرم است . زغال و مغز مداد ، نمونه هاي بارز گرافيك هستند .
تراش الماس
4 تكنيك براي تراش الماس وجود دارد
1)شكافتن
براي جدا كردن ناخالصي ها و ناهماهنگي هاي موجود در الماس ، سنگ الماس زبر روي يك سطح صاف و مناسب بتوني قرار مي گيرد.سپس با استفاده از ليزر يا يك الماس ديگر ، يك شيار تيز درون الماس ايجاد مي شود. اين شيار روي ضعيف ترين صفحات مولكولي بلور ، يعني جهتهايي كه پيوند ميان اتمها ضعيف تر است ايجاد مي شود. سپس يك تيغه تيز فولادي در شيار قرار داده مي شود و با يك ضربه سريع و محكم الماس را به دو بخش تقسيم مي كنند.
2)اره كردن
در راستاي يك صفحه ترك يا بريدگي با استفاده از يك تيغه فسفر - برنز كه با سرعت 15 هزار دور در دقيقه مي چرخد عمليات اره كردن صورت مي گيرد. از ليزر در اين عمليات استفاده مي شود.
3)خشك كردن
الماس روي يك دستگاه تراش بسته مي شود و الماس ديگري روي آن حركت مي كند تا نماي كلي و زبر كمربند الماس را ايجاد كند. يعني حاشيه بيروني الماس در بيشترين قطر آن
4) صيقل دادن
در اين مرحله الماس شكل نهايي خود را مي گيرد. الماس را به بازويي كه بر فراز چرخ گردان قرار مي دهند اين چرخ با پودر الماس پوشيده شده است و هنگامي كه الماس بر سطح آن فشار داده مي شود سطوح زبر آن را نرم كرده ، رفته رفته ، آن را صيقلي مي كند.
معيار هاي برتري الماس:
زيبايي يك 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: كه به چگونگي برش آن بر مي گردد و بر هاي مختلفي كه در اثر برش حاصل مي شود.
2. صافي:به تركها 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 پراكندگي نور ، الماسي كه صد در صد كربن داشته باشد، كاملا شفاف خواهد بود اما معمولاً الماسها عناصر ديگري نيز دارند كه 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 كه تاكنون شناخته شده است .ضريب شكست آن 2.12 است .يعني سرعت نور در آن كمتر از نصف سرعت معمولي خود ميشود .اما همين فشردگي است كه موجب مي شود الماس درخشنده ترين جسم شفاف باشد و برق بزند چطور؟وقتي يك پرتو نور به سطح الماس برخورد مي كند ،وارد آن مي شود ،اما مسير آن بسيار منحرف مي شود و به خط عمود بر سطح ورودي نزديك مي شود ،حتي اگر پرتو موازي سطح باشد ،باز هم وارد مي شود و داخل الماس به حركت خود ادامه مي دهد.از سوي ديگر، اگر نور بخواهد از يك 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 كنيد ،به سادگي مشاهده مي كنيد كه چقدر تغيير مسير مي دهد.
موشكهايي هم كه از زير درياييها شليك مي شود ،اگر كاملا عمود بر سطح شليك نشود ،با همين مشكل 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 كمتر از اين باشد نور خارج مي شود و اگر بيشتر باشد نور منعكس 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 يكديگر زاويه هاي بزرگي مي سازند بنابراين وقتي پرتو يي از يكي 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 كند 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 شكل هندسي پيچيده تري داشته باشد درخشش آن بيشتر خواهد بود.
به نظر شما آيا الماس در تاريكي نيز برق مي زند ؟
پاسخ خير زيرا در تاريكي نوري نيست كه وارد الماس شود و اين انعكاس ها را ايجاد نمايد.
چرا الماس مي درخشد ؟
تصور كنيد كه الماس تا اين حد كمياب و گران نبود وهمه توانايي خريدن آن را داشتند. آيا در اين صورت، الماس باز هم با ارزش بود؟
دو دليل وجود دارد براي آنكه مردم هنوز هم تمايل به خريدن الماس داشته باشند. اول آنكه الماس سخت ترين ماده اي است كه بشر تاكنون شناخته، ودر نتيجه، در صنعت مورد استفاده هاي فراوان دارد، دوم آنكه الماس هنوز هم زيبا است و مردم از نگاه كردن به آن لذت مي برند،الماس نتيجه فرايندي است كه 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 كردند.در نتيجه ،مولكول هاي كربن به شكل بلورهاي شفاف و متراكمي در كنارهم قرار گرفتند .يك الماس ،در حقيقت ،يك (بلور كربن) خالص است . هنگامي كه الماس را در حالت طبيعي مي يابند ، شكل ظاهري آن
،تقريبا تيره است . امروزه بشر با قدرت ابتكارو خلاقيت خويش مي تواند اين جسم تيره را تبديل به جواهر پر تلا لويي سازد كه چشم ها را خيره كند و ما همه آن را مي شناسيم .بيشتر الماس ها را از وسط اره مي كنند وهر نيمه را شكل مي دهند وآن را تبديل به الماسي مي كنند كه برليان ناميده ميشود . سپس تراش ها يا شيار هاي ريزي بر روي الماس ايجاد مي كنند .اين تراشها و شيارها باعث مي شود كه الماس بدرخشد. دليل درخشيدن اين است كه الماس داراي قدرت انكسار و انعكاس نور بالايي است، يعني هنگامي كه نور به داخل الماس وارد مي شود، بيش از هرماده ديگري آن را خم مي كند. نور به جاي آنكه از الماس عبور كند، خم مي شود بطوري كه مي شكند و دوباره به سنگ باز مي گردد. بنابر اين وقتي كه 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 بشكند يا منكسر سازد. اين موضوع باعث مي شود كه الماس به صورت آتش جلوه كند. آيا مي دانستيد كه تا قبل از سال 1430 از الماس به عنوان يك جواهر شخصي استفاده نمي شد و پس از آن، يك زن فرانسوي به نام آگنس سورل استفاده از آن را پس اين رسم در همه جا مرسوم كرد؟
چگونگي تعين قدمت الماس:
قدمت الماس ها حداقل به 990 ميليون سال باز مي گردد.بسياري از آنها متعلق به 3.2ميليارد سال پيش اند.آيا با سن سنجي كربن مي توان تعيين سن كرد.اين گونه نيست چرا كه تنها مي توان سن كربن هايي را كه قدمت چنداني ندارند تعيين كرد. نشان دار كردن از روشهايي هست كه براي تعيين سن ميان بارها در الماس ها مورد استفاده قرار مي گيرد(براي مثال اورانيم-سرب)ميان بارهاي مورد استفاده در سن سنجي در حدود 100 قطر دارند.
محل پيدايش
الماس براي نخستين بار در گالكوندا در هندوستان استخراج شد و شماري اندك از برنئو به دست مي آمد . از زمان باستان تا سده هفدهم همين دو سرچشمه شده بود تا اين كه در اين قرن در حفاري براي طلا در برزيل مورد ديگري يافت شد . در آن زمان الماس به عنوان سنگي گرانبها مورد نظر بود و از ديد خواست مردم در رده سوم پس از ياقوت سرخ و زمرد قرار داشت. تراش دادن الماس به طوري كه از ديد صنعتي و بازرگاني مناسب باشد در سده هاي 14و15 توسعه يافت در قرن 16، Jean Baptiste Jowernier از سفر حماسي خود به خاورزمين شماري الماس به فرانسه آورد. البته مانند تمام سنگهاي گرانبها ، الماس نيز به مردم ثروتمند تعلق داشت ، تا زمانيكه نيمه دوم سده نوزدهم فرا رسيد و سرچشمه ها و ميدانهاي غني در آفريقاي جنوبي كشف شدند و الماس به درون توده هاي مياني نيز راه پيدا كرد . دگرگوني هاي صنعتي رونقي فراوان به آن بخشيد و براي نخستين بار الماس در گستره اي از جامعه وارد گشت.دو مكان عمده كه امروزه از آنها بهره برداري مي شود به تازگي كشف شده اند . با اين كه در سده 19 ، استراليا سرچشمه اي شناخته شده بود. اما تا سال 1970 از تمام استعدادهاي اين مكان استفاده نمي شد. تا اينكه در اين سال در زمينه طرحها و ماشين آلات سرمايه گذاري كافي انجام شد . معادن الماس شوروي پيشين در زمره بزرگترين تأمين كننده سنگهاي قيمتي در سراسر جهان اند كه شماري از سنگهاي ارزشمند با كيفيت را به بازار مي فرستند.
الماسها به طور معمول در دو منطقه پيدا مي شوند:
كهن ترين و رايجترين مكان در ميان ريگ هاي ته نشين شده بستر رودخانه هاي كهن است . در اين حالت ، الماس ها از فرسايش سنگ ها و تخته سنگهاي مادر به وجود آمده اند . تا پيش از كشف سرچشمه هاي جديدتر در آفريقا تمامي الماسها از همين مكانها به دست مي آمده اند. در مناطق كيمبرليتي الماسها درون دودكشهاي آتشفشاني خاموش يافت ميشود . اين اولين باري بود كه سنگهاي قيمتي از ميان سنگهاي مادر برداشت مي شدند. اكنون چنين استخراجهايي از رگه هايي در سيبري ، استراليا و بوتسوانا انجام مي شود
تشكيل الماس
كاني 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 اي از خاستگاه ماگمايي است كه مناسب براي تشكيل الماس مي 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 كه 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 كربن تشكيل ميشوند- كربن كاملا سازمانيافته.زمين شناسان تشكيل الماسها درون كره زمين را از يك تا سه ميليارد سال قبل تخمين مي زنند.به بيان ساده مراحل پيدايش و تشكيل الماس اينگونه است:
1) دياكسيد كربن را در 180 كيلومتري عمق زمين دفن كنيد.
2) آن را تا بيش از 1200 درجه حرارت دهيد.
3) آن را زير فشار بيش از 50000 كيلوگرم نيرو بر سانتيمتر مربع قرار دهيد.
4) به سرعت آن را به سطح زمين بياوريد 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 0.1 تا 0.6 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 عمقي بين 100-200 كيلومتر زير سطح زمين تشكيل مي شوند.در اين اعماق درجه حرارت در حدود 900-1300 درجه سانتي گراد و فشار بين 45- 60 كيلو بار است.
50 كيلوبار=150 كيلومتر=90 مايل زير سطح زمين
60 كيلو بار=200 كيلومتر=120 مايل زير سطح زمين
الماس ها طي فرايند هاي آتشفشاني به سطح زمين آورده مي شوند.مجراي آتشفشاني تحت عنوان مجراي كيمبرليت يا الماس شناخته شده است.اين جواهر سنگها به صورت ميان بار در صخره هاي آتشفشاني به نام كيمبرليت يافت مي شوند.توجه داشته باشيد ماگماهاي كيمبرليتي ازمعمولا از الماسهايي كه با خود به سطح زمين مي آورند اغلب جوانتر اند(ماگماي كيمبرليت به عنوان يك كمربند حامل عمل مي كند).سرعت فوران گدازه هاي كيمبرليت حاوي الماس 10-30 كيلومتر در ساعت است. (اگلر 1989) اما در اواخر اين فرايند ميزان سرعت ممكن است به چندين كيلومتر در ساعت برسد.
كانسارهاي جواهر سنگي آبرفتي: با آمدن سنگها به سطح زمين ممكن است جواهر سنگها بر اثر هوازدگي نمودار شوند. جواهر سنگها كاني هايي هستند كه غالبا در برابر هوازدگي شيميايي مقاوم اند. آنها عموما در بستر رودخانه ها و ماسه هاي ساحلي متمركز مي شوند كه به نام كانسارهاي آبرفتي شناخته شده اند.
گوهرهاي بدلي:از نظر شكل ظاهري شبيه به الماس هستند. بين الماس مصنوعي( الماس دست ساز بشر كه در آن اتم هاي كربن بر اساس ساختار خاص الماس طبيعي آرايش يافته اند) و الماس بدلي تفاوت وجود دارد.
متداولترين انواع گوهرهاي بدلي:
YAGگارنت آلومينيم يوتيرم
GGG گارنت گاليم گادوليم
CZ زيركون مكعبي
الماس بدلي موسيانيت (كربيد سيليسيم يا كربوراندم) در سال 1998 وارد بازار جواهرات شد، اين الماس بدست كمپاني C3 و Cree Research ساخته شد . طي چند سال اخير اين نوع پايه استاندارد الماسهاي بدلي شده است.
الماسهاي مصنوعي غالبا زرد رنگ اند به ندرت به عنوان جواهرآلات مورد استفاده قرار مي گيرند و بيشتر براي اهداف صنعتي به كار برده مي شوند.يك الماس 5 ميليمتري(0/5 قيراط) حدود يك هفته طول مي كشد تا بزرگ شود. براي ساخت الماسهاي مصنوعي دما و فشار بالا ، نوعي دستگاه خاص مورد نياز است.گاهي اوقات الماسهاي مصنوعي بوسيله ميان بارهاي گدازآور از الماسهاي طبيعي قابل تشخيص هستند.
دو روش براي ساخت الماس در آزمايشگاه وجود دارد اولين روش مصنوعي روش "فشار بالا، حرارت بالا " (HPHT) ناميده ميشود.اين روش بيشترين شباهت را با نحوه تشكيل الماس درون كره زمين دارد و در آن گرافيت تحت فشار و گرماي شديد قرار ميگيرد.سندانهاي كوچك در ماشين HPHT در حالي كه الكتريسيته شديد از گرافيت عبور ميكند، بر روي آن فشار ميآورد، و تنها پس از چند روز يك الماس با كيفيت جواهر به وجود ميآورد.البته اين الماسها به اندازه الماسهاي طبيعي خالص نيستند، زيرا يك محلول فلزي با گرافيت مخلوط ميشوند.
روش ديگر توليد الماس- رسوب بخار شيميايي ناميده مي شود-بر مبناي فشار شديد عمل ميكند، اما الماسهايي بينقصتر از طبيعت ميتواند توليد كند.يك قطعه الماس در وان يك محفظه كاهش فشار قرار داده ميشوند، سپس گاز طبيعي با تابش مايكروويو به درون اين محفظه فرستاده ميشود. هنگامي گاز تا تقريبا 2000درجه حرارت داده ميشود، اتمهاي كربن روي الماس درون محفظه "مي بارند " و به آن ميچسبند، و غلاف كاملي شبانه دور الماس رشد ميكند.اين الماسهاي مصنوعي بيش از هر چيز در صنايع توليد رايانه ها استفاده مي شود.در درجه حرارتهايي كه در آن تراشههاي سيليكوني ذوب مي شوند، غلاف هاي الماس مصنوعي مثل سنگ سخت باقي ميمانند.
كاربرد:
در صنعت قطعات الماس براي بريدن شيشه بكار ميرود. پودر دانه ريز الماس براي تراش و صيقلي الماسهاي بزرگ و جواهرسازي بكار ميرود. براي بريدن سنگها و قطعات سخت از تيغههايي كه از الماس است استفاده ميشود. در روي مته حفاري از آن استفاده ميشود.الماس به صورت جواهرات و سنگهاي قيمتي از اهميت ويژهاي برخوردار است. الماس مهمترين سنگ قيمتي است و ارزش آن به سختي و به تراش آن (برليان) كه به ضريب شكست آن وبه انعكاس نور از سطوح آن بستگي دارد. بطور كلي با ارزشترين نمونهها آنهايي است كه فاقد ترك يا شكستگي است و بيرنگ و يا سفيد متمايل به آبي هستند. رنگ زردي كه الماس از خود نشان ميدهد از ارزش آن ميكاهد. الماسهايي كه داراي سايههاي پررنگي از سبز و آبي و زرد و قرمز به عنوان الماسهايي زيبا و پرارزش شناخته ميشود.
ارزش گذاري بر روي الماس
چهار ويژگي كه بر ارزش يك الماس تاثير مي گذارد عبارت است از:رنگ، وضوح،برش و وزن آن به قيراط است.همواره مقدار رنگ زرد را در الماس مد نظر داشته باشيد(چرا كه اين رنگ از ارزش آن مي كاهد).
سفيد مايل به آبي>سفيد>نقره اي>زرد
جواهر سنگهاي پررنگ كه داراي رنگ بسيار قوي اند ارزش و جذابيت مخصوص به خود را دارند.الماسهاي رنگي زرد،سبز يا قهوه اي اند يا هاله هايي از رنگ صورتي دارند.الماس هاي صورتي رنگ بزرگ غالبا نادر اند و در حال حاضر قيمت آنها بسيار بالاست.الماسهاي آبي رنگ طبيعي از برن تشكيل شده اندكه اين امردر رسانش الماسها تغيير گذار است.در حالي كه در ساختمان الماسهاي زرنيتروژن وجود دارد.
ترك خوردگي،شكستگي،خراش وشكاف از وضوح الماسها مي كاهد.
الماسهاي فاقد ترك الماسهايي اند كه با بزرگنمايي x10فاقد هر گونه ميان بار قابل مشاهده و يا ترك خارجي هستند.درجه وضوح را با بزرگنمايي x10 مي سنجند.چنانچه اندازه بزرگنمايي مطلوب باشد ميان بار ها در هر نوع الماسي ديدده مي شوند.
پيكه يك وازه تجاري قديمي است كه توسط استاندارد بين المللي GIA-DEVELOPED ازIF به I3تغيير كرده است.اولين پيكه ميان بار هايي هستند كه با بزرگنمايي x10 قابل مشاهده اند. دومين پيكه شامل ميان بار هايي هستند كه مي توان آنها را با چشم غير مسلح ديد.سومين پيكه ميان بارهاي بسيار بزرگ اند كه درخشندگي آنها كاهش يافته است.سطوح برشي جواهر سنگها به گونه اي قرار گرفته اند كه به درخشندگي الماسها مي افزايد.برش برلياني (برش تالكوسكي نوعي برش .معمول در الماسهاست.
دسته بندي الماسها:خيلي خوب....خوب....متوسط.... ضعيف
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 افكني
پرتو افكني به منظور تغيير رنگ الماس صورت مي گيرد و متداولترين نوع رنگي كه ايجاد مي كند سبز است.اما الماسهايي كه در معرض راديم قرار مي گيرندهمچنان راديو اكتيو باقي مي مانند.هرچند ا اين مشكل امروزه حل شده است.سنگهايي مانند كيمبرليت، سنگهاي آتشفشاني فوراني هستند كه از اعماق پايين جبه به بالا آمده و همراه خود الماس مي آورند. عنصر سازنده الماس كربن است. شكل پايدار كربن در سطح زمين گرافيك است. براي آنكه گرافيك به الماس تبديل شود به دما و فشار بالا نياز است. لذا تقريبا تمامي الماسها در حدود 100 مايل پايين تر از اعماق زمين ايجاد مي شوند. تاريخ تشكيل اين سنگها مربوط به چند ميليارد سال قبل است. ندرتا الماسها در دما و فشار بسيار بالاي سنگهاي متامورفيكي ايجاد مي شوند.
الماس هاي مشهور دنيا
كالينان : بزرگترين الماسي كه تاكنون 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 كوچك تقسيم شد. مهمترين آنها ، الماس 530/2 قيراطي ستاره آفريقا است كه در عصاي شاهي كار 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 كه تاكنون يافت شده است . اين الماس در سال 1650 كشف و وزن سنگش 787/50 قيراط بود ، سازنده تاج محل ناميده شد . متاسفانه اين الماس به شكل عجيبي مفقود شده است واز امكان امروزي آن اطلاعي در دست نيست .اميد آبي : مشهور ترين الماس آمريكا است . اين جواهر 52.45 قيراطي ، تاريخچه اي 400 ساله دارد . در آن زمان قطعه سنگ 1875.112 قيراطي بود و در سال 1668، به وسيله شاه لوئيس چهاردهم در فرانسه خريداري شد . به نظر مي رسد اين جواهر ناياب در معدن كلار هند يافت شده باشد.