کانی الماس چیست و چگونه تشکیل می شود؟ – به زبان ساده

آخرین به‌روزرسانی: ۱۷ دی ۱۴۰۱
زمان مطالعه: ۲۴ دقیقه
الماس چیست

هنگام صحبت در مورد سنگ‌های قیمتی، مخصوصا نگین جواهرات، احتمالا اولین نامی به ذهنتان می‌رسد، الماس است. سنگ یا به عبارت دقیق‌تر، کانی الماس، یکی از معروف‌ترین و محبوب‌ترین اشیا قیمتی به شمار می‌رود که کاربرد آن در صنعت جواهرسازی، شهره خاص و عام است. البته زیبایی خیره‌کننده الماس، تنها مزیت آن محسوب نمی‌شود. خواص فیزیکی این کانی نظیر سختی بسیار بالای آن، الماس را به یک ماده عالی برای استفاده در صنایع مختلف تبدیل می‌کند. شیشه‌ای که در پنجره منزلتان، به احتمال زیاد توسط الماس شیشه‌بری برش داده شده است. ماده اولیه تجهیزات فلزی که هر روزه در اطراف خود می‌بینید، احتمالا توسط حفاری با مته‌های الماسه، استخراج و فرآوری تهیه شده است. شاید باورش برایتان دشوار باشد، اما الماس به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر روی زندگی درصد بسیار زیادی از انسان‌ها تاثیر می‌گذارد. در این مقاله، قصد داریم به معرفی کانی الماس، خواص فیزیکی و شیمیایی، کاربردها، نحوه تشکیل و فرآیند استخراج آن بپردازیم.

فهرست مطالب این نوشته

کانی چیست ؟

«کانی» (Mineral)، یک ماده جامد و غیرآلی است که با ساختار اتمی منظم و ترکیب شیمیایی مشخص در طبیعت (اغلب بر روی پوسته زمین) یافت می‌شود. انسان‌ها، نقشی در ساخت کانی‌ها نداشته و این مواد طبیعی، منشا گیاهی یا جانوری ندارند. به عبارت دیگر، کانی‌ها، در گروه مواد آلی قرار نمی‌گیرند.

علاوه بر این، کانی‌ها در حالت مایع یا گاز یافت نمی‌شوند. به عنوان مثال، «کوارتز» (Quartz)، یکی از فراوان‌ترین کانی‌های موجود بر روی پوسته زمین با فرمول شیمیایی $$ Si O _ ۲ $$ است. این ماده جامد و غیرآلی، به طور گسترده برای تولید شیشه و بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بلورهای کوارتز
بلورهای کانی کوارتز

با وجود مشخص بودن ترکیب شیمیایی کانی‌ها، امکان تغییر فرمول شیمیایی آن‌ها وجود دارد. به طور کلی، ساختار اتمی کانی‌ها، منظم است. به همین دلیل، این مواد معمولا به شکل بلوری تشکیل می‌شوند. در برخی از موارد (مانند تصویر بالا)، می‌توان شکل بلوری کانی‌ها را به خوبی مشاهده کرد. با این وجود، در موارد دیگر، تشخیص بلورهای کانی‌ها توسط چشم غیرمسلح، کار دشوار و حتی غیرممکن است.

مطلب پیشنهادی:
کانی چیست ؟ – به زبان ساده و در زمین شناسی
شروع مطالعه

انواع کانی ها چه هستند ؟

معیارهای متفاوتی برای تقسیم‌بندی انواع کانی‌ها وجود دارد. از دقیق‌ترین و پرکاربردترین این معیارها می‌توان به ترکیب شیمیایی اشاره کرد. کانی‌های مختلف بر اساس ترکیب شیمیایی‌شان به انواع کانی سیلیکاته و غیر سیلیکاته (هالیدها، اکسیدها، هیدروکسیدها، کربنات‌ها، نیترات‌ها بورات‌ها، سولفات‌ها، کرومات‌ها، تنگستات‌ها، مولیبدات‌ها، فسفات‌ها، آرسنات، واندوات، سولفیدها، سولفوسالت‌ها و عناصر آزاد) تقسیم می‌شوند.

مطلب پیشنهادی:
انواع کانی ها و کاربرد آن‌ها + عکس و اسم
شروع مطالعه

عناصر آزاد چه هستند ؟

«عنصر» (Element)، ماده‌ای است که امکان تجزیه آن به اجزای ساده‌تر توسط واکنش شیمیایی وجود ندارد. به عنوان مثال، هیدروژن (H) و اکسیژن (O)، دو عنصر هستند. با این وجود، آب (H۲O) - ترکیب دو اتم هیدروژن با یک اتم اکسیژن - عنصر نبوده و یک ترکیب شیمیایی به شمار می‌رود. در طبیعت، مواد مختلف، از جمله کانی‌ها، معمولا به صورت ترکیب شیمیایی یک یا چند عنصر یافت می‌شوند. به عناصری که بدون ترکیب با دیگر عناصر در طبیعت وجود دارند، عناصر آزاد می‌گویند. طلا، مس و نقر، از مثال‌های معروف عناصر آزاد فلزی هستند. کانی الماس نیز یک عنصر آزاد در گروه کانی‌های غیرفلزی است.

مطلب پیشنهادی:
عنصر چیست؟ — تعریف و مثال به زبان ساده
شروع مطالعه

کانی الماس چیست؟

«الماس» (Diamond)، یکی از شناخته شده‌ترین عناصر آزاد غیرفلزی و از آلوتروپ‌های عنصر کربن (C) است. الماس، فراوانی کمی بر روی پوسته زمین دارد و در گروه کانی‌های کمیاب قرار می‌گیرد. ویژگی‌های منحصر به فرد ظاهری الماس، آن را به یکی از محبوب‌ترین کانی‌های زینتی و جواهر تبدیل می‌کند.

علاوه بر زیبایی، الماس دارای سختی و دوام بسیار بالایی است. این ویژگی، الماس را به یکی از مواد پرکاربرد در صنایع مختلف تبدیل می‌کند. البته الماس جواهرسازی، تفاوت‌هایی با الماس صنعتی دارد. به همین دلیل، اختلاف قیمت آن‌ها زیاد است. کمیابی، زیبایی، سختی و دوام، از عواملی هستند که باعث قرارگیری الماس در زمره سنگ‌های قیمتی می‌شوند.

الماس تراش خورده و الماس بکر (کانی الماس)
الماس تراش خورده (راست) و الماس بکر (چپ)

سنگ الماس چیست؟

الماس، یک کانی است. کانی‌ها، از یک یا چند عنصر شیمیایی تشکیل می‌شوند. از ترکیب کانی‌ها، سنگ به وجود می‌آید. به سنگ‌های حاوی کانی الماس یا اصطلاحا سنگ میزبان این کانی، سنگ الماس می‌گویند. منشا تشکیل کانسار الماس طبیعی، بالا آمدن ماگما از اعماق به سطح زمین است. کانی الماس، معمولا در ماگمای سنگ کیمبرلیت، لامپرویت و لامپروفیر حضور دارد. از این میان، کیمبرلیت، با اختلاف بسیار زیاد، مهم‌ترین سنگ الماس در نظر گرفته می‌شود.

معدن سنگ کیمبرلیت کانسار الماس
تا کنون، صدها ذخیره کیمبرلیت حاوی الماس کشف شده است.

تفاوت الماس با گرافیت

برخی از عناصر، به شکل‌های مختلف در طبیعت یافت می‌شوند. به این شکل‌ها، آلوتروپ می‌گویند. گرافیت، یکی دیگر از آلوتروپ‌های شناخته شده عنصر کربن است. بنابراین، این کانی، از نظر ترکیب شیمیایی، تفاوتی با الماس ندارد. فرمول شیمیایی هر دوی این کانی‌ها، همان نماد شیمیایی کربن یا C است.

مقایسه کانی الماس و گرافیت
مقایسه شکل ظاهری و ساختار مولکولی کانی گرافیت و کانی الماس

با وجود شباهت فرمول شیمیایی الماس و گرافیت، ساختار اتم‌های این کانی‌ها، باعث تفاوت‌های قابل‌توجهی در خواص فیزیکی آن‌ها می‌شود. جدول زیر، برخی از این تفاوت‌ها را به طور مختصر بیان می‌کند.

معیار مقایسه کانی الماس کانی گرافیت
ساختار بلوری الماس، دارای ساختار بلوری است. گرافیت، ساختار لایه‌ای دارد.
آرایش اتمی الماس، از واحدهای هشت‌وجهی با هیبریداسیون $$ sp^۳ $$ هر اتم کربن تشکیل می‌شود. گرافیت، از واحدهای صفحه‌ای با هیبریداسیون $$ sp^۲ $$ هر اتم کربن تشکیل می‌شود.
هدایت الکتریکی الماس، یک عایق جریان الکتریکی است. گرافیت، الکتریسیته را به خوبی از خود عبور می‌دهد.
سختی الماس، با شاخص موس ۱۰، سختی‌ترین ماده طبیعی است. گرافیت، با شاخص موس بین ۱ تا ۲، یک ماده نرم است.
کاربرد الماس، در صنایع جواهرسازی، پزشکی و حفاری کاربرد دارد. گرافیت در ساخت نوشت‌افزار و روان‌ساز کاربرد دارد.
ظاهر الماس، ظاهری شفاف و منحصر به فرد دارد. گرافیت، ظاهری کدر و مشابه سطح فلز یا خاک دارد.

قیمت الماس چقدر است ؟

قیمت الماس، به نوع آن بستگی دارد. هر گرم الماس مورد استفاده در صنعت، معمولا بین ۵ تا ۵۰ دلار است. این قیمت برای هر گرم جواهر الماس به چیزی حدود ۱۰ هزار تا ۷۰ هزار دلار می‌رسد. البته، بازه قیمتی الماس می‌تواند بیشتر از این نیز باشد. این مسئله، تحت تاثیر کمیاب بودن، رنگ، شفافیت، تراش و دیگر پارامترها قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، قیمت الماس کوه نور، بین ۱۴۰ تا ۴۰۰ میلیون دلار تخمین زده می‌شود. با ضرب عددهای ارائه شده در نرخ دلار، می‌توانید بازه قیمتی الماس را بر حسب تومان به دست بیاورید.

الماس چه کاربردی دارد ؟

هنگامی که صحبت از الماس به میان می‌آید، اغلب افراد، یک جواهر تراش‌خورده براق و زیبا را در ذهن خود تصور می‌کنند. با وجود محبوبیت بالای کانی الماس در جواهرسازی، کاربرد آن به این صنعت محدود نمی‌شود. به دلیل خواص فیزیکی الماس، این کانی در صنایع مختلف و برای مقاصد متنوع به کار می‌رود. در این بخش، به معرفی کاربردهای سنگ الماس می‌پردازیم.

کاربرد کانی الماس در جواهرسازی

«الماس‌ها ابدی‌اند» (Diamonds Are Forever)، یک شعار معروف در دنیای جواهرسازی است. این شعار، به زیبایی و دوام همیشگی الماس اشاره دارد. الماس، بر روی انگشتر، گوشواره و دیگر زیورآلات ظریف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کانی، اغلب در انگشترهای نامزدی و عروسی به کار گرفته می‌شود.

فلسفه به کارگیری الماس در انگشترها، نشان دادن عشق و تعهد ابدی است.

انگشتر نامزدی با نگین الماس

معروف ترین الماس های جهان

بدون شک، الماس کوه نور، معروف‌‌ترین و گران‌قیمت‌ترین الماس جهان است. این جواهر، به عنوان بزرگ‌ترین الماس دنیا نیز شناخته می‌شود که ۱۰۵ قیراط (حدود ۲۱ گرم) وزن دارد. قیمت دقیق این الماس مشخص نیست. با این وجود، به نظر کارشناسان، کوه نور بین ۱۴۰ تا ۴۰۰ میلیون دلار ارزش دارد.

الماس کوه نور بر روی تاج ملکه انگلستان
الماس کوه نور بر روی تاج ملکه انگلستان

در حال حاضر، کوه نور، یکی از جواهرات امپراتوری بریتانیا به حساب می‌آید. با این وجود، کشورهایی نظیر ایران، هند، افغانستان و پاکستان، ادعای مالکیت حقیقی آن را دارند. از دیگر الماس‌های معروف جهان می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • گردنبند الماس ناپلئون
  • گردنبند مروارید-الماس «لاپرگرینا» (La Peregrina)
  • الماس «گرین درسدن» (The Dresden Green)
  • «الماس امید» (Hope Diamond)
  • الماس «گردنبند جیدیت هاتون-مدیوانی» (The Hutton-Mdivani Jadeite Necklace)
  • الماس «ستاره صورتی» (Pink Star)
  • «الماس تیفانی» (The Tiffany Diamond)

الماس‌های معروف زیادی در جهان وجود دارند. قیمت اغلب این الماس‌ها، به چندین میلیون دلار می‌رسد.

کاربرد کانی الماس در خودروسازی

الماس، یکی از مواد پرکاربرد در تولید خودروها است. مته‌ها و اره‌های الماسه، بدنه و اجزای خودرو را برش می‌دهند. سطح شیشه‌ها و اجزای دیگر خودرو توسط تجهیزات حاوی ذرات الماس صیقل داده می‌شوند.

کاربرد کانی الماس در صنایع

مقاومت عالی و خواص فیزیکی منحصر به فرد الماس، آن را به یک گزینه مناسب برای طیف وسیعی از کاربری‌های صنعتی تبدیل می‌کند. اغلب الماس‌های استخراج شده از معادن، کیفیت ظاهری لازم و کافی برای تبدیل شدن به جواهرات را ندارد. بنابراین، حدود ۸۰ درصد از این الماس‌ها، روانه صنایع دیگر می‌شوند. یکی از متداول‌ترین کاربردهای صنعتی کانی الماس، استفاده از آن برای حفاری، برش و صیقل دادن است.

سرمته حاوی ذرات کانی الماس
سرمته الماسه برای حفاری در محیط‌های سخت

تجهیزات الماسه، در صنایع معدنی و نظامی رواج دارند. به کارگیری ذرات بسیار ریز الماس بر روی تیغه، سرمته و چرخ سنگ‌زنی، قابلیت برشکاری را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. پودر الماس، به منظور تهیه خمیر الماس و صیقل دادن سطوح یا سنگ‌زنی بسیار ریز مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربردهای صنعتی الماس، به سختی بالای آن مربوط می‌شود. دسترسی به ماده دیگری که بتواند الماس را برش دهد، کار سختی است. از این‌رو، الماس، برای برش و صیقل دادن الماس‌های دیگر نیز به کار می‌رود.

کاربرد کانی الماس به عنوان غشای شیشه ای

غشاهای الماسی، دوام بسیار بالایی دارند و از مقاومت خوبی در برابر حرارت و خوردگی بهره می‌برند. علاوه بر این، این غشاها، شفاف و بی‌رنگ هستند. غشاهای شیشه‌ای و نازک از جنس الماس، به منظور پوشاندن مجراهای تجهیزات لیزر، محفظه‌های خلا و دستگاه‌های اشعه ایکس مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کاربرد کانی الماس در تجهیزات صوتی

الماس‌های صنعتی، عملکرد اسپیکرها و کیفیت صدای آن‌ها را بهبود می‌بخشد. در صورت استفاده از غشای الماسی در ساخت دیافراگم اسپیکر، مقاومت و دوام این اجزا در برابر ارتعاش و تغییرشکل افزایش می‌یابد. به این ترتیب، کیفیت صدا با گذر زمان تغییر چندانی نمی‌کند. الماس، در سوزن پخش ضبط‌ها و تجهیزات دی‌جی‌ها نیز به کار می‌رود.

کاربرد کانی الماس در پزشکی

الماس، خواص درمانی دارد. تحقیقات پزشکی نشان می‌دهند که ذرات الماس در مقیاس نانو، امکان بررسی تاثیر داروهای سرطانی و نظارت بر روی رشد سلول‌ها را فراهم می‌کنند. محققان، به دنبال راهی برای به کارگیری الماس جهت کمک به افراد نابینا و کم‌بینا هستند. این کانی، ماده‌ای مستعد برای اجرای پروتزهای بینایی (چشم‌های بیونیک) و کاشت چشم هستند.

چشم الماسی

کاربرد کانی الماس در خنک کاری

الماس، مقاومت بالایی در برابر حرارت دارد. به همین دلیل، اعمال حرارت بالا به این کانی و سرد کردن آن، تاثیر چندانی بر روی عملکرد آن نمی‌گذارد. علاوه بر این، الماس، از قابلیت هدایت حرارتی خوبی بهره می‌برد. این کانی به عنوان یک عامل خنک‌کننده در تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد کانی الماس در مهندسی

در پروژه‌های مهندسی، از الماس برای حفاری در سنگ‌های سخت نظیر گرانیت و کوارتز استفاده می‌کنند. آماده‌سازی نمونه‌های سنگی، حفاری چاه‌ها در محیط‌های سنگی و غیره، نیازمند استفاده از سنگ فرز یا مته‌های الماسه است.

کاربرد کانی الماس در محصولات زیبایی

برخی از شرکت‌های آرایشی و بهداشتی، با بهره‌گیری از ذرات الماس، کیفیت محصولات مرتبط با کاهش چین و چروک پوست را بهبود می‌بخشند. البته میزان به کارگیری الماس در این محصولات، کمتر از میزان مصرف آن در صنایع دیگر است.

کاربردهای احتمالی الماس در آینده

کاربردهای الماس به موارد ذکر شده در بخش‌های قبلی محدود نمی‌شود. دانشمندان، همواره به دنبال راه‌های مختلفی برای بهره‌گیری از ویژگی‌های این کانی هستند. استفاده از نانوالماس در تجهیزات پیشرفته نظیر سوپرلیزرها، ابزارهای جراحی، وسایل پزشکی و نسل بعدی کامپیوترها، نمونه‌ای از کاربری‌های احتمالی الماس در آینده به شمار می‌روند.

نحوه تشکیل کانی الماس چگونه است ؟

بسیاری بر این باورند که کانی الماس، طی فرآیند دگرگونی زغال‌سنگ تشکیل می‌شوند. زغال‌سنگ، منشا آلی دارد و از بقایای گیاهان خاکی به وجود می‌آید. از طرفی، عمر اغلب الماس‌ها، به پیش از رویش اولین گیاهان خاکی بر روی سطح زمین بازمی‌گردد. علاوه بر این، کانسارهای زغال‌سنگ، معمولا از جنس سنگ‌های رسوبی با لایه‌بندی افقی یا تقریبا افقی هستند، در صورتی که کانسارهای الماس، به شکل تنوره‌های عمودی به همراه سنگ‌های آذرین یافت می‌شوند. بنابراین، بر خلاف باور عام، تشکیل الماس، به دگرگونی زغال‌سنگ مرتبط نیست.

به طور کلی، چهار فرآیند برای تشکیل الماس وجود دارد. تمام الماس‌های طبیعی موجود در پوسته زمین یا در نزدیکی پوسته زمین، طی یکی از این فرآیندها به وجود می‌آیند. در ادامه، به توضیح هر چهار فرآیند تشکیل کانی الماس می‌پردازیم.

تشکیل الماس در گوشته زمین

زمین‌شناسان معتقدند که الماس موجود در تمام کانسارهای تجاری، در گوشته زمین تشکیل شده و بر اثر فوران آتشفشان‌های به سطح زمین انتقال یافته‌اند. انفجار آتشفشان‌ها در عمق زیاد، باعث تشکیل تنوره‌های لامپروئیت و کیمبرلیت می‌شود. در اغلب موارد، تنوره‌های آتشفشانی، حاوی کانی الماس نیستند، یا میزان الماس درون آن‌ها به اندازه‌ای نیست که استخراجش صرفه اقتصادی داشته باشد. در صورت اقتصادی بودن میزان الماس موجود در کانسارهای کیمبرلیت و لامپروئیت، ماده معدنی به روش روباز یا زیرزمینی استخراج می‌شود.

تنوره کیمبرلیت
تنوره آتشفشانی کیمبرلیت (یکی از متداول‌ترین کانسارهای الماس)

هوازدگی سنگ‌های اطراف الماس، جدایش این کانی از تنوره‌ها و ورود آن به ذخایر رسوبی (پلاسری) را در پی دارد. الماس طبیعی، نیازمند در دما و فشار بسیار بالا شکل می‌گیرد. این شرایط، در نواحی محدود گوشته زمین با عمق بیشتر از ۱۵۰ کیلومتر از سطح زمین رخ می‌دهد. در این نواحی، دمای محیط، به بیش از ۱۰۵۰ درجه سلسیوس می‌رسد. شرایط دما و فشار بحرانی مورد نیاز برای شکل‌گیری و به ثبات رسیدن الماس، در تمام نقاط گوشته زمین فراهم نیست. این شرایط معمولا در گوشته زیر صفحات قاره‌ای ثابت وجود دارد.

تشکیل کانی الماس در گوشته زمین

الماس تشکیل شده در نواحی پایدار، طی فوران‌های عمیق آتشفشانی به سطح زمین می‌آید. این فوران‌ها، گوشته را تکه تکه کرده و آن‌ها را به سرعت به سطح زمین منتقل می‌کنند (تصویر بالا). این نوع فوران آتشفشانی، بسیار کمیاب بوده و تا کنون توسط انسان‌های امروزی مشاهده نشده است.

فرآیندی که در این بخش به معرفی آن پرداختیم، دلیل تشکیل نزدیک به ۱۰۰ درصد از الماس‌های طبیعی است. این فرآیند، یکی دیگر از دلایل عدم دخالت زغال‌سنگ در به وجود آمدن الماس را بیان می‌کند. زغال‌سنگ، در گروه سنگ‌های رسوبی قرار دارد. این نوع سنگ‌ها، معمولا در اعماق کمتر از ۳/۲ کیلومتر از سطح زمین تشکیل می‌شوند. از این‌رو، احتمال رانش زغال‌سنگ به اعماق زیاد (کف صفحات قاره‌ای) بسیار کم است. با این اوصاف، کربن مورد نیاز برای تشکیل الماس از کجا تامین می‌شود؟

منشا کربن الماس‌های تشکیل شده در گوشته، به احتمال زیاد، گازهای محصور شده در اعماق زمین است. این گازها، در حین شکل‌گیری کره زمین یا فرورانش به اعماق راه پیدا کرده‌اند.

تشکیل الماس در نواحی فرورانش

به فرآیند برخورد صفحات تکتونیکی به یکدیگر و رفتن یکی از آن‌ها به زیر دیگری، «فرورانش» (Subduction) می‌گویند. سنگ‌های ناحیه فرورانش، ممکن است طی فرآیندهای تکتونیکی به سطح زمین بازگردند. در برخی از موارد، این سنگ‌ها حاوی الماس‌های ریز بوده‌اند. تشکیل کانی الماس در نواحی فرورانش، احتمالا در اعماق بیشتر از ۸۰ کیلومتری از سطح زمین و حداقل دمای ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد رخ می‌دهد.

تشکیل کانی الماس در نواحی فرورانش

مطالعات صورت گرفته بر روی الماس‌های برزیل، حاکی از حضور کانی‌های ریز و مطابق با کانی‌شناسی پوسته اقیانوسی است. دلیل حضور این کانی‌ها می‌تواند نفوذ آب دریا به اعماق زمین در حین فرآیند فرورانش باشد. مطالعات اخیر بر روی منشا الماس آبی حاوی بور، نشان می‌دهد که این کانی خاص در عمق ۶۵۰ کیلومتر از سطح زمین تشکیل می‌شود.

نقش زغال‌سنگ در تشکیل الماس طی فرآیند فرورانش، غیرمحتمل است. به احتمال زیاد، کربن این نوع الماس، توسط فرورانش سنگ‌های کربناته صفحه اقیانوسی از جمله آهک، مرمر، دولومیت و رسوبات اقیانوسی تامین می‌شود.

تشکیل الماس در نواحی برخورد

در طول تاریخ، کره زمین بارها مورد اصابت اجرام آسمانی بزرگ (شهاب سنگ) قرار گرفته است. هنگام برخورد این اجرام به سطح زمین، دما و فشار در ناحیه برخورد به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، در صورت برخورد یک شهاب‌سنگ ۱۰ کیلومتری با سرعت ۱۵ تا ۲۰ کیلومتر بر ثانیه به زمین، انرژی زیادی معادل انرژی ناشی از انفجار اتمی با حرارتی نزدیک به حرارت سطح خورشید آزاد می‌شود. چنین شرایطی، کاملا مناسب تشکیل الماس است.

تشکیل کانی الماس در نواحی برخورد

یافتن الماس‌های کوچک در اطراف نواحی برخورد شهاب سنگ به سطح زمین، این فرآیند کانی‌سازی را تایید می‌کند. در تشکیل الماس بر اثر نواحی برخورد شهاب سنگ، احتمال دخیل بودن زغال‌سنگ وجود دارد. البته در این فرآیند، آهک، مرمر، دولومیت و دیگر سنگ‌های حاوی کربن، گزینه‌های مستعدتری نسبت به زغال‌سنگ هستند.

مطلب پیشنهادی:
شهاب سنگ چیست؟ — هر آنچه باید بدانید
شروع مطالعه

تشکیل الماس در فضا

محققان ناسا، تعداد زیادی نانوالماس را در برخی از شهاب سنگ‌ها شناسایی کرده‌اند. حدود ۳ درصد از کربن موجود در این شهاب سنگ‌ها، به شکل نانوالماس هستند. به دلیل ابعاد بسیار کوچک نانوالماس‌ها، امکان استفاده از آن‌ها به عنوان جواهر یا ساینده صنعتی وجود ندارد. با این وجود، به عنوان یکی از منابع کانی الماس در نظر گرفته می‌شوند. فرآیند تشکیل الماس‌های موجود در اجرام آسمانی، مشابه تشکیل الماس در نواحی برخورد آن‌ها با سطح زمین است. به عبارت دیگر، این الماس‌ها بر اثر برخورد اجرام آسمانی به یکدیگر به وجود می‌آیند، با این تفاوت که احتمال دخالت زغال‌سنگ در این فرآیند وجود ندارد.

ساخت الماس به صورت مصنوعی

در دهه ۱۹۵۰ میلادی (دهه ۱۳۳۰ شمسی)، روش‌های جدیدی برای ساخت الماس کشف شد. در آن دوره، دانشمندان به روشی برای فراهم کردن شرایط دمایی و فشاری مورد نیاز جهت تشکیل الماس در آزمایشگاه دست یافتند. اغلب الماس‌های ساخته شده به این روش، از کیفیت کافی به عنوان جواهر برخوردار نبودند. با این وجود، از سختی بسیار بالایی بهره می‌بردند.

سختی بالای الماس‌های آزمایشگاهی، آن‌ها را به یک ماده ساینده عالی برای استفاده در مته‌های حفاری، ابزارهای برشکاری و چرخ‌های سنگ‌زنی تبدیل کرد. به مرور زمان، استفاده از این الماس‌ها برای ساخت قطعات ضد خوردگی، خنک‌کننده تجهیزات الکترونیکی و پنجره‌ها گسترش یافت.

الماس صنعتی مورد استفاده در ابزار شیشه بری
الماس مصنوعی مورد استفاده در ابزار شیشه‌بری

امروزه، تقریبا تمام الماس‌های مورد استفاده در فرآیندهای صنعتی، به صورت آزمایشگاهی تولید می‌شوند. با اضافه کردن عناصر مختلف به ترکیب این کانی‌ها می‌توان آن‌ها را به رنگ‌های مختلف درآورد. به عنوان مثال، حضور نیتروژن، باعث ایجاد رنگ زرد و حضور بور باعث ایجاد رنگ آبی در الماس می‌شود.

زغال‌سنگ، در فرآیند تولید مصنوعی کانی الماس نیز نقش مستقیمی ندارد. فقط ممکن است بخشی از برق مورد نیاز برای به کارگیری تجهیزات، توسط سوزاندن زغال‌سنگ تولید شده باشد. تجهیزات مورد استفاده برای تولید الماس مصنوعی، برق بسیار زیادی مصرف می‌کنند. انرژی مصرفی این تجهیزات، جهت ایجاد دما و فشار کافی برای فراهم کردن محیط مناسب رشد بلورهای کانی الماس صرف می‌شود.

خواص ظاهری، فیزیکی و شیمیایی کانی الماس چه هستند ؟

کانی الماس، به خواص ظاهری، فیزیکی و شیمیایی خاص خود شناخته می‌شود. در این بخش، به معرفی برخی از مهم‌ترین ویژگی‌های الماس می‌پردازیم.

سختی الماس

یکی از معیارهای قدیمی و سریع برای تقسیم‌بندی انواع کانی‌ها، «سختی» (Hardness) است. در کانی‌شناسی، میزان سهولت یا دشواری در ایجاد خراش بر روی سطح کانی‌ها، با معیار سختی بیان می‌شود. این معیار، بر اساس «شاخص سختی موس» (Mohs Hardness Scale) بررسی و توسط عددی بین ۱ تا ۱۰ بیان می‌شود. جدول زیر، ۱۰ کانی شاخص برای تعیین سختی را نمایش می‌دهد.

عنوان کانی سختی موس
تالک ۱
ژیپس ۲
کلسیت ۳
فلورین ۴
آپاتیت ۵
فلدسپات ۶
کوارتز ۷
توپاز ۸
کرندوم ۹
الماس ۱۰

در شاخص موس، الماس، به عنوان سخت‌ترین کانی (با سختی ۱۰) در نظر گرفته می‌شود. در واقع، هیچ یک از کانی‌های دارای سختی پایین‌تر نمی‌توانند بر روی سطح الماس خراش ایجاد کنند. به عبارت دیگر، الماس بر روی کانی‌های دیگر (کانی‌های دارای سختی کمتر از ۱۰) خراش می‌اندازد. شاخص موس، خطی نیست. به عنوان مثال، برخلاف ارقام نمایش داده شده در جدول بالا، سختی الماس نسبت به سختی آپاتیت، برابر با ۲ نبوده و تقریبا برابر با ۱۸ است. بنابراین، برای درک بهتر سختی کانی‌ها، می‌توانیم از شاخص دیگری با عنوان «شاخص سختی ویکرز» (Vickers Hardness Scale) استفاده کنیم. این شاخص، بیانگر مقاومت کانی در برابر فشار است. جدول زیر، مقادیر سختی ویکرز را برای ۱۰ کانی نمایش می‌دهد.

عنوان کانی سختی ویکرز (کیلوگرم بر میلی‌متر مربع)
تالک ۲۷
ژیپس ۶۱
کلسیت ۱۵۷
فلورین ۳۱۵
آپاتیت ۵۳۵
فلدسپات ۸۱۷
کوارتز ۱۱۶۱
توپاز ۱۵۶۷
کرندوم ۲۰۳۵
الماس ۱۰۰۰۰

سختی بلورهای کانی الماس، در جهت‌های مختلف متفاوت است. بیشترین سختی الماس، در جهت موازی با صفحات بلورهای هشت‌وجهی این کانی مشاهده می‌شود. بنابراین، برش الماس و صیقل آن در این جهت بسیار دشوار خواهد بود. البته امروزه این کار توسط لیزر انجام می‌گیرد.

خراش روی الماس
الماس واقعی، با هیچ چیزی به غیر از یک الماس دیگر خراشیده نمی‌شود.

نرم‌ترین جهت در ساختار بلوری الماس، راستای موازی با صفحات مکعبی آن است. بهترین صیقل و راحت‌ترین برش در این راستا انجام می‌شود. البته، با وجود نرمی الماس در این جهات، سختی آن باز هم چند برابر کرندوم (دومین کانی سخت در شاخص موس) خواهد بود.

رنگ الماس

بسیاری تصور می‌کنند که کانی الماس، کانی بی‌رنگ است. با این وجود، حضور ناخالصی (عناصری به غیر از کربن) در ترکیب الماس، می‌تواند آن را از یک ماده بی‌رنگ (خالص) به یک ماده رنگی تغییر دهد. جواهرسازان، از رنگ الماس به عنوان معیاری برای امتیازدهی به کیفیت آن استفاده می‌کنند. کیفیت و کمیاب بودن الماس، توسط رنگ آن مشخص می‌شود. به عنوان مثال، الماس‌های بی‌رنگ، کمیاب‌ترین نوع الماس هستند. بنابراین، قسمت آن‌ها بیشتر از دیگر انواع الماس است.

الماس به رنگ های مختلف

هنگام استخراج الماس از معادن، بلورهای این کانی معمولا به رنگ زرد، قهوه‌ای یا خاکستری هستند. ناخالصی‌های وارد شده به ترکیب الماس، رنگ آن را تعیین می‌کنند. البته توجه داشته باشید که این ناخالصی‌ها درصد بسیار کمی از ترکیب الماس را تشکیل می‌دهند. با این وجود، خواص الماس، تحت تاثیر حضور ناخالصی‌ها قرار می‌گیرد. به طور کلی، تقسیم‌بندی و رتبه‌دهی به الماس بر اساس فام، تناژ و اشباع رنگ صورت می‌گیرد. در جدول زیر می‌توانید رتبه‌بندی الماس بر اساس رنگ را مشاهده کنید.

کلاس الماس رنگ و کیفیت الماس
D کاملا بی‌رنگ یا یخی، بالاترین کلاس الماس، به شدت کمیاب و گران‌قیمت
E بی‌رنگ، وجود رگه‌های بسیار کوچک و قابل تشخیص توسط جواهرشناسان متخصص، کمیاب و دارای کیفیت بالا
F بی‌رنگ، وجود ته‌رنگ بسیار کم و قابل تشخیص توسط جواهرشناسان متخصص، دارای کیفیت بالا
G و H نزدیک به بی‌رنگ، رنگ قابل تشخص در صورت مقایسه با الماس‌های باکیفیت‌تر، کیفیت خوب
I و J نزدیک به بی‌رنگ، رنگ ملایم قابل تشخیص، کیفیت قابل قبول

کلاس‌بندی رنگ الماس تا حرف Z ادامه دارد. هرچه رنگ الماس واضح‌تر باشد، این کلاس‌بندی از حرف D دور شده و به حرف Z نزدیک می‌شود. تصویر زیر، طبقه‌بندی کلاس‌های مختلف الماس را نمایش می‌دهد. رنگ زرد، به عنوان یک مثال در اینجا معرفی شده است.

کلاس‌های مختلف رنگ‌بندی کانی الماس

رنگ خاکه الماس

دو سنگ با سختی متفاوت را در نظر بگیرید. اگر این دو سنگ را بر روی یکدیگر بکشیم، سنگ سخت‌تر بر روی سنگ نرم‌تر خراش می‌اندازد و اثر سنگ نرم‌تر به صورت پودر بر روی سطح سنگ سخت‌تر باقی می‌ماند. به این پودر، «خاکه» (Streak) می‌گویند. خاکه هر کانی، رنگ مختص به خود را دارد. این رنگ، لزوما با رنگ کانی یکسان نبوده اما معمولا ثابت است.

رنگ خاکه کانی هماتیت و مگنتیت
رنگ خاکه کانی هماتیت و مگنتیت

در بخش‌های قبلی توضیح دادیم که الماس، سخت‌ترین کانی در طبقه‌بندی‌های مختلف است. بنابراین، با کشیدن آن بر روی یک سطح، هیچ خاکه‌ای از آن به جا نمی‌ماند. به همین دلیل، در اغلب منابع، رنگ خاکه این کانی با عبارت «بدون خاکه» بیان می‌شود. البته، برخی دیگر از منابع، رنگ خاکه الماس را با عبارت «بی‌رنگ» مشخص می‌کنند.

جلای الماس

یکی از این خواص نوری کانی‌ها، «جلا» (Luster) است. جلا، نحوه بازتاب نور از سطح کانی را نمایش می‌دهد. جلای کانی‌ها به انواع فلزی، نیمه‌‌فلزی، چرب، شیشه‌ای، ابریشمی، مرواریدی، مات، خاکی، رزینی و الماسی تقسیم می‌شود. الماس، خواص نوری منحصر به فردی دارد. به همین دلیل، یک گروه جداگانه برای بیان جلای آن اختصاص یافته است.

جواهر الماس با جلای منحصر به فرد
تراش جواهر الماس به گونه‌ای است که بتواند بیشترین نور را بازتاب دهد.

در میان کانی‌های غیرفلزی، الماس دارای بیشترین درخشندگی است. جلای این کانی، به آن اجازه بازتاب درصد زیادی از نور برخوردی به سطحش را می‌دهد. درخشندگی الماس، از همین ویژگی نشات می‌گیرد.

تراش الماس

«تراش الماس» (Diamond Cut)، معیاری برای معرفی تناسب، تقارن و صیقل الماس است. کیفیت تراش، با زیبایی الماس رابطه مستقیم دارد. هرچه تراش الماس بهتر باشد، توانایی آن در بازتاب و شکست نور بیشتر می‌شود. الماس‌ها از نظر کیفیت تراش، در یکی از پنج گروه زیر قرار می‌گیرند.

کیفیت تراش الماس توضیحات
فوق‌العاده مطابق‌ترین تراش با استانداردها، بهترین و متناسب‌ترین ابعاد برای بازگشت دادن حداکثر نور ممکن
ایده‌آل تراش فوق العاده خوب با درخشندگی بهینه، بازتاب تقریبا تمام نور برخوردی به الماس
بسیار خوب تراش عالی، بازتاب نور تقریبا به اندازه تراش ایده‌آل اما با هزینه بسیار پایین‌تر
خوب تراش مناسب، بهینه‌سازی ابعاد الماس بدون کاهش کیفیت یا زیبایی، بازتاب اغلب نورهای برخوردی
قابل قبول تراش نسبتا مناسب،‌ بازتاب برخی از نورهای برخوردی

به دلیل قیمت بالای الماس، تراش این کانی معمولا با دقت کافی و توسط جواهرسازان حرفه‌ای صورت می‌گیرد. بنابراین، کیفیت تراش الماس معمولا در یکی از گروه‌های بالا قرار دارد و بد نیست.

کلیواژ الماس

«کلیواژ» (Cleavage)، ضعیف‌ترین صفحه در ساختار یک کانی است. به عبارت دیگر، کانی‌ها بر روی سطح کلیواژ خود می‌شکنند. کلیواژ، یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های کانی‌های مورد استفاده در جواهرسازی است. جواهرسازان، با در نظر گرفتن تعداد و راستای کلیواژ، در مورد نحوه تراش دادن یک کانی تصمیم می‌گیرند. به طور کلی، کلیواژ کانی‌ها به شش دست بدون کلیواژ، ضعیف، خوب، نامشخص، عالی و کامل تقسیم می‌شود.

ساختار اتمی و کلیواژ هالیت
ساختار اتمی و کلیواژ هالیت

پیوند اتم‌های کانی در راستای کلیواژ، در سست‌ترین حالت خود قرار دارد. این مسئله در مورد الماس نیز صدق می‌کند. الماس، دارای چهار صفحه کلیواژ کامل است. تراش و صیقل الماس، با توجه به جهت‌گیری این صفحات انجام می‌گیرد.

تبدیل کانی تراش نخورده الماس به جواهر
تبدیل کانی تراش نخورده الماس به جواهر طی فرآیند برشکاری در راستای کلیواژ

وضوح الماس

«وضوح» (Clarity)، مشخصه‌ای است که خلوص و کمیاب بودن الماس را نمایش می‌دهد. این مشخصه، بیانگر میزان حضور ناخالصی‌ها داخلی و سطحی است. هر چه تعداد عیب و نقص‌های ظاهری الماس کم‌تر باشد، وضوح آن بیشتر می‌شود. هیچ الماسی دارای خلوص صد در صدی نیست. با این وجود، درصد خلوص بالاتر، وضوح و شفافیت بیشتر را به همراه دارد. الماس خالص، بسیار کمیاب و قیمتی است. البته توجه داشته باشید که اغلب عیب و نقص‌های الماس، با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شوند. جدول زیر، گروه‌بندی انواع الماس بر اساس وضوح و خلوص را نمایش می‌دهد.

کلاس وضوح الماس توصیف
FL بی عیب و کاملا خالص
IF بدون عیب و نقص‌های داخلی
VVS1 ناخالصی بسیار بسیار کم
VVS2
SI1 ناخالصی بسیار کم
SI2
I1 دارای ناخالصی
I2
I3

هرچه میزان ناخالصی‌های الماس کمتر باشد، مشاهده آن‌ها با چشم غیرمسلح دشوارتر و حتی غیرممکن می‌شود. اگر الماسی با کلاس FL یا IF را مشاهده کرده و احساس کردید وضوح کافی را ندارد، به احتمال زیاد، روی آن را گرد و غبار گرفته است. اگر ناخالصی‌های قابل مشاهده، گرد و غبار نباشند، قطعا کلاس الماس به رده‌های پایین‌تر تنزل پیدا می‌کند.

عیار الماس

«قیراط» (Carat)، یک واحد اندازه‌گیری برای بیان وزن واحد الماس و دیگر سنگ‌های قیمتی است. این واحد با عنوان عیار الماس نیز بیان می‌شود. بسیاری از افراد، عیار را با ابعاد اشتباه می‌گیرند. بزرگ بودن ابعاد الماس، بیانگر عیار بالای آن نیست، چراکه عیار به چگالی، فرمول شیمیایی و شکل بستگی دارد. به عنوان مثال، ابعاد یک الماس گرد یک قیراطی برابر با ۶/۵ میلی‌متر است، در صورتیکه ابعاد یک یاقوت گرد یک قیراطی برابر با ۶ میلی‌متر است. برای هر الماس، رابطه بین عیار و ابعاد منحصر به فرد است. با این وجود، جدول زیر، یک رابطه تقریبی را بین عیار و ابعاد الماس‌های رایج نمایش می‌دهد.

عیار الماس بر حسب قیراط بزرگ‌ترین بعد الماس بر حسب میلی‌متر
۰/۲۵ ۴/۱
۰/۵ ۵/۱
۰/۷۵ ۵/۸
۱ ۶/۴
۱/۲۵ ۶/۹
۱/۵ ۷/۴
۱/۷۵ ۷/۸
۲ ۸/۱

خواص شیمیایی الماس

کانی الماس، یکی از آلوتروپ‌های عنصر کربن با فرمول شیمیایی C است. در واقع، این کانی، از کربن خالص تشکیل می‌شود. برخی از مهم‌ترین خواص شیمیایی الماس عبارت هستند از:

  • پایداری شیمیایی: الماس، یک ماده شبه‌پایدار در نظر گرفته می‌شود. این کانی، معمولا از نظر ترمودینامیکی ناپایدار و از نظر سینماتیکی پایدار است.
  • قابلیت اشتعال: الماس، یک ماده تقریبا اشتعال‌ناپذیر در نظر گرفته می‌شود. دمای بسیار بالایی برای سوزاندان الماس مورد نیاز است. این کانی در دمای نزدیک به 850 درجه سانتی‌گراد شروع به سوختن کرده و در دمای 4026 درجه سانتی‌گراد شروع به ذوب شدن می‌کند.
  • گرمای سوختن: انرژی گرمایی حاصل از سوختن الماس برابر با 395 کیلوژول است.
  • سمیت:خطر سمی بودن الماس برای سلول‌های کبد، در سطح بسیار پایینی قرار دارد.
  • اسیدی یا بازی بودن: pH الماس برابر با ۰/۳۴ است. الماس با هیچ اسیدی واکنش نمی‌دهد.

خواص شیمیایی الماس، بر روی خواص فیزیکی آن نیز تاثیر می‌گذارند. با این وجود، این خواص معمولا مد نظر اغلب کاربران آن نیستند. یکی از مهم‌ترین مشخصه‌های شیمیایی الماس، میزان ناخالصی موجود در ترکیب آن است.

ناخالصی های الماس

تجزیه و تحلیل الماس، وجود ناخالصی در انواع مختلف این کانی را نمایش می‌دهد. این ناخالصی‌ها، معمولا حاصل ادخال مواد خارجی به درون ساختار اتمی الماس هستند. در برخی از موارد، ناخالصی‌های الماس، در ابعاد نانومتر بوده و توسط میکروسکوپ‌های نوری نیز قابل تشخیص نیستند. از نظر تئوری، تمام عناصر می‌توانند طی فرآیند کاشت یونی به ترکیب الماس اضافه شوند. با این وجود، نیتروژن، بور، هیدروژن، سیلیسیم، فسفر، نیکل، کبالت و گوگرد، از اصلی‌ترین عناصر مستعد ورود به ترکیب الماس محسوب می‌شوند. البته، منیزیم، تنگستن و آهن نیز در ساختار برخی از الماس‌ها مشاهده شده‌اند. ناخالصی‌ها، معمولا بر روی خواص ظاهری الماس تاثیر می‌گذارند. به عنوان مثال، دلیل اصلی وجود الماس‌های رنگی، حصور همین ناخالصی‌ها است.

حضور نیتروژن در کانی الماس

نیتروژن، متداول‌ترین ناخالصی الماس است. این عنصر می‌تواند حداکثر ۱ درصد از جرم الماس را تشکیل دهد. در گذشته، تمام نقص‌های مرتبط با شبکه الماس، به عنوان نتیجه ناهمگنی ساختاری در نظر گرفته می‌شدند. با گذشت زمان، دانشمندان دریافتند که این نقص‌ها در اغلب موارد به حضور نیتروژن ارتباط دارد. در واقع، این ناخالصی (عنصر نیتروژن)، در اغلب الماس‌ها و با پیکربندی‌های متفاوت یافت می‌شود. نیتروژن، معمولا به صورت یک اتم منفرد به شبکه الماس دخول می‌کند. این عنصر، به میزان قابل‌توجهی بر روی جذب نور و دیگر خواص فیزیکی الماس تاثیر می‌گذارد.

جدول خواص کانی الماس

در بخش‌های قبلی، به معرفی مهم‌ترین خواص کانی الماس پرداختیم. جدول زیر، این خواص را به طور خلاصه نمایش می‌دهد.

ویژگی توضیحات
طبقه‌بندی شیمیایی الماس در گروه عناصر آزاد قرار دارد.
ترکیب شیمیایی C
سیستم بلوری ایزومتریک
رنگ الماس رنگ‌های متنوعی دارد. نوع خالص این کانی، بی‌رنگ است. با این وجود، الماس معمولا به رنگ قهوه‌ای یا زرد یافت می‌شود.
خاکه سختی بیشتر از صفحه آزمایش خاکه است. بنابراین، توضیح خاکه آن معمولا با عبارت «بدون خاکه» یا «بی‌رنگ» مشخص می‌شود.
جلا جلای الماس، بالاترین سطح جلا در کانی‌های غیرفلزی است. به همین دلیل، آن را با عنوان جلای «الماسی» بیان می‌کنند.
شفافیت بسته به نوع الماس، این کانی می‌تواند به صورت شفاف، نامرئی یا کدر داشته باشد.
کلیواژ الماس، در چهار جهت کلیواژ کامل هشت‌وجهی دارد.
سختی موس سختی الماس برابر با ۱۰ است.
وزن مخصوص ۳/۴ تا ۳/۶
کاربرد جواهر، ساینده صنعتی، شیشه، دیافراگم اسپیکر، خنک‌کننده، قطعات ضد خوردگی و غیره
خواص معرف سختی، هدایت حرارتی، شکل ظاهری، وزن مخصوص و شفافیت

انواع الماس چیست ؟

در بخش‌های قبلی، به معرفی خواص الماس و تقسیم‌بندی انواع الماس بر اساس برخی از این خواص پرداختیم. الماس، معمولا بر اساس ناخالصی‌های موجود در ترکیب شیمیایی آن، به دو گروه اصلی الماس نوع I و الماس نوع II تقسیم می‌شود.

الماس نوع I

الماس نوع I، متداول‌ترین نوع الماس است. در ساختار این کانی، اتم‌های نیتروژن معمولا با غلظت حدود ۰/۱ درصد حضور دارند. الماس نوع I، اشعه مادون قرمز و فرابنفش را از محدوده بالای ۳۲۰ نانومتر جذب می‌کنند. به علاوه، این کانی‌ها از خاصیت فلورسانس و طیف جذبی مرئی بهره می‌برند. الماس نوع I به زیرگروه‌های زیر تقسیم می‌شود:

  • الماس نوع la: حدود ۹۵ درصد از تمام الماس‌های طبیعی از نوع la هستند. غلظت نیتروژن در این الماس‌‌ها می‌توان به ۰/۳ درصد برسد.
    • الماس نوع laA: اتم‌های نیتروژن به صورت جفت در الماس نوع laA ظاهر می‌شوند اما بر روی رنگ الماس تاثیر نمی‌گذارند.
    • الماس نوع laB: اتم‌های نیتروژن به صورت مجموعه‌های زوج بزرگ در الماس نوع laB ظاهر شده و باعث ایجاد ته‌رنگ زرد تا قهوه‌ای می‌شوند.
  • الماس نوع lb: حدود ۰/۱ درصد از تمام الماس‌های طبیعی، از نوع lb‌ هستند. این نوع الماس، حدود ۰/۰۵ درصد نیتروژن دارد. ناخالصی‌های الماس نوع lb، پراکنده‌تر از انواع دیگر الماس هستند. این نوع الماس، نور سبز و آبی را به خود جذب می‌کند و رنگ زرد یا قهوه‌ای تیره‌تری دارد.

الماس نوع II

الماس نوع II، نیتروژن قابل ملاحظه‌ای در ساختار اتمی خود ندارد. این نوع الماس، اشعه فروسرخ را در یک ناحیه متفاوت جذب می‌کند و آن را در محدوده فرابنفش پایین‌تر از ۲۲۵ نانومتر انتقال می‌دهد. ابعاد الماس نوع II معمولا بزرگ و شکل آن نامنظم است. این نوع الماس، در فشارهای به شدت بالا و طولانی مدت تشکیل می‌شوند. از انواع الماس نوع II‌ می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • الماس نوع lla: حدود ۱ تا ۲ درصد از تمام الماس‌های طبیعی و ۱/۸ درصد از الماس‌های جواهرسازی از نوع lla هستند. این الماس‌ها تقریبا هیچ ناخالصی ندارند. بی‌رنگ بودن و داشتن هدایت حرارتی بسیار بالا، از ویژگی‌های مختص به الماس نوع lla به شمار می‌روند.
  • الماس نوع llb: حدود ۰/۱ درصد از تمام الماس‌های طبیعی، از اط نوع llb هستند. این کانی‌ها، به عنوان یکی از کمیاب‌ترین و باارزش‌ترین کانی‌های زمین محسوب می‌شوند. مقدار ناخالصی نیتروژن در الماس‌های llb، حتی از ناخالصی‌های نوع lla نیز کمتر است. با این حال، مقدار قابل توجهی ناخالصی بور در آن‌ها وجود دارد. رنگ الماس نوع llb، آبی کم‌رنگ یا طوسی است. البته در صورت پایین بودن میزان بور، ظاهر آن بی‌رنگ خواهد بود.

استخراج الماس چگونه انجام می شود ؟

روش استخراج الماس، به نوع کانسار بستگی دارد. متداول‌ترین روش برای بیرون کشیدن کانی الماس از دل زمین، استخراج روباز کانسارهای کیمبرلیتی است. این روش، با انفجار سنگ بستر الماس، بارگیری سنگ‌های خرد شده و انتقال مواد معدنی به کارخانه‌های فرآوری انجام می‌گیرد. به دلیل قرارگیری معادن روباز الماس در فواصل دور با دسترسی دشوار، هزینه اجرای عملیات استخراج آن‌‌ها بسیار زیاد می‌شود.

در استخراج روباز، دیواره‌های معدن معمولا با یک شیب پایین‌تر از ۹۰ درجه طراحی و اجرا می‌شوند. معادن روباز الماس، از معدود معادنی هستند که شیب دیواره آن‌ها به ۹۰ درجه یا نزدیکی ۹۰ درجه می‌رسد.

معدن روباز الماس
معدن روباز الماس

ذخایر الماس برخی از معادن به قدری است که با رسیدن به اعماق بیشتر، روش استخراج از روباز به زیرزمینی تغییر می‌کند. البته این تغییر روش و ادامه استخراج، باید صرفه اقتصادی داشته باشد، چراکه قطعا ظرفیت تولید زیرزمینی بسیار کمتر از تولید روباز خواهد بود.

معدن زیرزمینی الماس
معدن زیرزمینی الماس

در برخی از موارد، الماس در ذخایر رسوبی بستر رودخانه‌ها تجمع می‌کند. تجمع این الماس‌ها، حاصل هزاران سال فرسایش کانسارهای اولیه کیمبرلیت در نزدکی روخانه‌ها و جابجایی الماس درون آن‌ها توسط نیروی طبیعت (باد، باران، جریان‌های آبی) است. استخراج ذخایر آبرفتی الماس می‌تواند به سادگی الک کردن شن در کنار رودخانه یا به پیچیدگی اجرای پروژه‌های بزرگ باشد.

معدن آبرفتی الماس
معدن آبرفتی الماس

استخراج معادن الماس کوچک، مخارج حدود ۱/۵ میلیون نفر از مردم آفریقا و آمریکای جنوبی را تامین می‌کند. ۱۵ درصد از الماس‌های دنیا از این معادن استخراج می‌شوند.

الماس چگونه فرآوری می شود ؟

بعد از استخراج سنگ‌ها حاوی الماس، این مواد معدنی به کارخانه‌های فرآوری منتقل می‌شوند. در این کارخانه‌ها، عملیات خرد کردن سنگ‌ها، در دو مرحله انجام می‌گیرد. مرحله بعدی، حذف مواد بی‌ارزش و سبک است. فرآوری الماس از ذرات کوچکتر از ۱/۵ میلی‌متر، صرفه اقتصادی ندارد.

کارخانه فراوری کانی الماس
کارخانه فراوری الماس

در مرحله بعدی، ماده معدنی حاوی الماس را با محلول فروسیلیسیم و آب ترکیب می‌کنند تا یک دوغاب با وزن مخصوص مشخص به دست آید. این دوغاب به سیکلون‌ها منتقل می‌شود و تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز قرار می‌گیرد. به این ترتیب، ذرات سنگین (الماس)، از ذرات سبک جدا می‌شوند و به سمت خروجی سیکلون (پایین سیکلون) می‌روند. خروجی این مرحله، افزایش غلظت الماس است. با استفاده از روش‌های مغناطیسی، تابش اشعه X و لیزر، ناخالصی‌های دیگر مانند فلزات را از الماس جدا می‌کنند.

تاریخچه استخراج الماس به چه زمانی باز می گردد؟

الماس برای اولین بار در قرن چهارم پیش از میلاد (حدود ۲۴۰۰ سال قبل) در کشور هند یافت شد. تا هزاران سال، هند، اصلی‌ترین منبع تولید الماس بود، تا اینکه این کانی ارزشمند در دهه ۱۷۲۰ میلادی (دهه ۱۱۲۰ شمسی) در کشور برزیل، در دهه ۱۸۴۰ میلادی (دهه ۱۲۲۰ شمسی) در آمریکای شمالی و در دهه ۱۸۶۰ میلادی (دهه ۱۲۴۰ شمسی) در آفریقا نیز یافت شد. معدن کیمبرلی در آفریقای جنوبی، اولین معدن الماس بود که در سال ۱۸۸۸ میلادی (سال ۱۲۶۷ شمسی) به روش بزرگ‌مقیاس استخراج شد.

بزرگ‌ترین کشورهای تولید کننده الماس کدام هستند ؟

روسیه، بزرگ‌ترین کشور تولیدکننده الماس طبیعی در جهان است. حدود ۴۰ درصد الماس جهان در این کشور تولید می‌شود. بوتسوانا، کانادا، کنگو، آفریقای جنوبی، آنگولا، زیمباوه و نامبیا در رده‌های بعدی قرار می‌گیرند. چین، بزرگ‌ترین تولیدکننده الماس مصنوعی در جهان است.

سوالات متداول در رابطه با سنگ و کانی الماس

در این بخش، به برخی از پرتکرارترین سوالات مرتبط با کانی و سنگ الماس به طور مختصر پاسخ می‌دهیم.

کانی الماس چگونه تشکیل می شود ؟

اصلی‌ترین روش تشکیل کانی الماس، شکل‌گیری آن در گوشته زمین و انتقال آن به سطح توسط فوران‌های آتشفشانی عمیق است. الماس،تحت فشار و دمای بسیار بالا تشکیل می‌شود.

کاربرد کانی الماس چیست ؟

الماس در جواهرسازی، خودروسازی، مهندسی (حفاری)، شیشه‌سازی و بسیاری از صنایع کاربرد دارد.

فرمول شیمیایی کانی الماس چیست؟

فرمول شیمیایی کانی الماس، نماد عنصر کربن (C) است.

آیا کانی الماس سیلیکاته است ؟

خیر. در ترکیب شیمیایی الماس، $$ ( Si O _ n ) ^ { ۴ - ۲ n } $$ وجود ندرد. بنابراین، این کانی، یک کانی غیرسیلیکاته است.

جایگاه الماس در طبقه بندی انواع کانی ها چیست ؟

الماس، یک کانی غیرسیلیکاته، غیرفلزی، آذرین، اولیه، تتراهدرال با پیوند کووالانسی است که در گروه عناصر آزاد و سنگ‌های قیمتی (جواهر) نیز قرار می‌گیرد.

روش استخراج الماس چگونه است ؟

الماس، به روش‌های روباز، زیرزمینی و دستی (جداسازی آبرفت‌ها) استخراج می‌شود.

آیا الماس رسانای الکتریکی است ؟

خیر. ساختار اتمی الماس به گونه‌ای است که اجازه حرکت الکترون‌ها را نمی‌دهد. بنابراین، الماس از نظر الکتریکی نارسانا است.

آیا الماس رسانای حرارتی است ؟

بله. الماس یکی از بهترین هدایت‌کننده‌های حرارت است.

آیا الماس می شکند ؟

بله. با وجود سختی بسیار بالا، الماس نیز مانند دیگر کانی‌ها، نقطه ضعف مخصوص به خود را دارد. بنابراین، امکان شکست آن وجود دارد.

آیا الماس فلز است ؟

خیر. الماس در گروه کانی‌های غیرفلزی قرار دارد.

آیا الماس سنگ است ؟

خیر. الماس یک کانی است. سنگ، مجموعه‌ای از کانی‌ها است.

نام سنگ الماس چیست ؟

معروف‌ترین سنگ دربرگیرنده کانی الماس، کیمبرلیت است.

سخت ترین کانی چیست ؟

الماس با سختی موس ۱۰، به عنوان سخت‌ترین کانی در نظر گرفته می‌شود.

الماس چه رنگی دارد ؟

الماس خالص، هیچ رنگی ندارد. وجود ناخالصی می‌تواند رنگ الماس را به زرد، آبی، قرمز، سبز، صورتی، طوسی و غیره تغییر دهد.

بر اساس رای ۱۱ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
شما قبلا رای داده‌اید!
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.
منابع:
MiningForSchools Geology GeologyScience RockHer

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *