В журнале «Известия АН СССР», серия геологическая (№ 1, 1973), была напечатана статья доктора геолого-минералогических наук Э. М. Галимова «Кавитация, как механизм синтеза природных алмазов». Автор излагает свою гипотезу, подкрепляя ее обстоятельными доказательствами и множеством математических расчетов.
На основании этой статьи, бесед с Галимовым и изучения ряда других материалов корреспондент нашего журнала М. Воздвиженский написал статью, предлагаемую вниманию читателей.
Недаром нас приветствуют вдали
Кристаллами окованные скалы,
Недаром сами камни и металлы
С тяжелым звоном рвутся из земли.
Н. Заболоцкий.
Об алмазах знают почти все, не знают самого главного, как они рождаются. Новые идеи о естественном синтезе драгоценного минерала тоже редкость, хотя, наверное, не найдется геолога, геофизика или геохимика, которого бы не волновала старая тайна природы.
Сотни трудов различных исследователей так или иначе были посвящены этой сложной проблеме. Словно кусочки смальты, они должны были в итоге обрисовать загадочную картину рождения чудесного кристалла. Картины не получилось. Мозаика проблем осталась.
Совершенно неожиданным путем подошел к разгадке тайны природы доктор геолого-минералогических наук Эрик Михайлович Галимов.
С помощью математических расчетов Галимов убедительно доказывает, что в отдельных точках движущейся магмы может возникать гигантское давление - свыше миллиона атмосфер и не менее колоссальная температура - 10 000° К! При таких условиях и зарождаются кристаллы алмазов.
Ни один ученый еще не предсказывал таких параметров (давление - температура) для кристаллизации алмазов. Но ведь пока еще никому и не удалось разгадать секрет того, как в природе образуются крупные кристаллы алмаза. Не удалось их получить и искусственно.
Алмазы, добытые в природных месторождениях, все реже попадают в руки ювелиров. Все реже их оправляют в броши и браслеты, все чаще вставляют в коронки бурильных долот, в гнезда резцов, в оправки шлифовальных машин.
Природных алмазов добывают мало. Львиная доля годовой добычи (6 тонн) приходится на страны африканского континента. А между тем такого количества природных кристаллов только-только хватило бы для промышленных нужд всего одной страны, такой, как Советский Союз или США.
Искусственный синтез драгоценного минерала - научное открытие, которое, безусловно, играет важнейшую роль в развитии современной промышленности, - все же лишь частично решает проблему острого дефицита алмазов. Продукт заводского синтеза - это мелкие (до 3 - 4 мм) кристаллы, но отнюдь не «настоящие» камни.
А для подлинной революции в бурильной технике и металлообработке нужны крупные кристаллы, такие, которые синтезирует пока только природа. Синтезирует в глубокой тайне, в самых скрытых недрах своих, очень скупо выдавая продукт своего иллюзионистского действа.
Много веков ученые пытались разгадать загадку естественного синтеза алмазов. Сначала только для того, чтобы лучше знать закономерности природного размещения, потом - чтобы научиться синтезировать алмаз искусственно.
Случилось, однако, так, что получать алмазы в лабораториях научились, а тайну происхождения природных алмазов все еще не раскрыли.
Ученые работали вслепую. В основе их опытов были примитивные представления об алмазном превращении графита.
Начались эти работы еще в конце XVII века. Ньютон первый высказал парадоксальную идею самый твердый минерал должен гореть. Кристалликом алмаза пожертвовала Флорентийская академия наук. Кристалл сожгли. Получив в результате полного сгорания только углекислый газ, поняли алмаз состоит из одного элемента - углерода. Но прежде чем сгореть - еще при температуре 1 100° С, - алмаз превратился в графит. Ученые были потрясены раз так, значит, возможно и обратное превращение. Немного подумать и драгоценные камешки засверкают в ладонях. Люди весело поглядывали вверх на трубы своих домиков, откуда черной лентой струился дымок, прикидывая в уме, сколько драгоценного сырья улетает впустую, пока варится ужин.
Заманчивое дело предстояло ученым превратить сажу в бриллианты. Объемный вес графита в 1,5 раза больше объемного веса алмаза, стало быть, потребуется только хорошенько сдавить порошок.
Трещали прессы. Сажа оставалась сажей.
...В 1939 году американец Басс достиг давления 11,5 тысячи атмосфер, но все-таки алмазов не получил. Какие же значения давлений и температур соответствуют области термодинамической устойчивости алмаза? Проведя ряд математических расчетов, советский физик А. И. Лейпунский назвал цифры, которые многим тогда показались просто фантастическими надо нагреть графит до 2 000° С, и сжать давлением не менее 60 килобар (60 тысяч атмосфер).
Почти 16 лет потребовалось инженерам, чтобы в одном объеме одновременно достичь таких параметров. Предсказания Лейпунского подтвердились. В середине 50-х годов заводской синтез алмазов начался почти одновременно в нескольких странах.
О синтетических алмазах, полученных в СССР, впервые было объявлено в 1960 году на июльском Пленуме ЦК КПСС. Алмазы синтезировали в Институте физики высоких давлений под руководством академика Л. Ф. Верещагина. Получили их при давлении 50 килобар и температуре 2 000° С. Промышленное производство алмазов было развито совместно с Украинским институтом сверхтвердых материалов.
Американская фирма «Дженерал электрик» впервые получила алмазы, подвергнув графит сжатию давлением 53 килобара при температуре 4 000° С.
Фирма АСЭА (Швеция) повторила синтез при давлении 70 килобар и температуре 3 300° С. В объеме 500 кубических сантиметров шведские ученые получили 30 мельчайших кристалликов.
Сотрудники научно-исследовательского института в Калифорнии впервые использовали для синтеза взрыв, достигнув давления 300 килобар. Они получили кристаллики алмаза величиной в 40 микрон.
Накопившийся за последние годы уже немалый опыт в искусственном синтезе все же мало, что прояснил в механизме образования природных алмазов. Правда, все ученые единодушно сошлись во мнении, что естественный синтез алмазов происходит, безусловно, при давлении больше 50 килобар и температуре свыше 1 500° С.
До разгадки тайны природы остался вроде бы один шаг. Нужно объяснить, как в кимберлитах достигаются подобные давления и температура. На, какой глубине, при, каких обстоятельствах и, что служит исходным материалом для синтеза?
Но эти вопросы оказались сущей головоломкой.
Галимов делал свои расчеты, когда в мире утвердилась гипотеза, объясняющая возникновение алмаза в результате взрыва. Эта гипотеза сменила так называемую глубинную концепцию образования алмаза. Основоположник глубинной концепции английский ученый Вильямс вынашивал идею больше 30 лет. Он считал, что алмазы образуются на большой глубине (70 - 100 километров) из расплавленной магмы.
Позже другие ученые рассчитали, что на такой глубине статическое давление не превышает 15 килобар. Откуда же берутся необходимые 50?
Сторонники глубинной гипотезы не сдавались. Они напомнили о колоссальной мощи тектонической деятельности Земли.
Дескать, давление вполне может дорасти до 50 килобар, если к статическому давлению земной коры на глубине 70 - 100 километров, каким-то образом добавляются силы бокового сжатия, как результат тектонической деятельности земной коры (вертикальные поднятия и опускания, сжатие в складки, разломы и смещения).
Образование свободного углерода связали с тем, что в кимберлитах есть углекислота. Она может восстанавливаться.
Таким образом, приверженцы глубинной теории утверждают, что алмазы кристаллизуются на большой глубине из свободного углерода, а затем вместе с магмой по трещинам и глубинным разломам медленно поднимаются к поверхности земли. Только на глубине в 2 - 3 километра магма, по их предположениям, прорвет земную кору - образуется трубка.
Гипотеза встретила возражения многих исследователей. Она, во-первых, не могла объяснить тот факт, что встречаются кимберлитовые трубки без алмазов. Бывает так, что пустые и продуктивные трубки расположены рядом.
Следовало согласиться с аргументами тех ученых, которые сомневались, что алмаз может остаться алмазом, поднимаясь с глубин 70 - 100 километров. Действительно, в результате движения магмы давление должно резко упасть, а высокая температура сохраняться еще долго. Но при низком давлении и при температуре больше 1 100° С алмаз, как известно, превращается в графит.
Ну и, наконец, то, что на указанной глубине создается необходимое давление в 50 килобар, тоже оставалось недоказанным.
Создатели другой гипотезы (Л. И. Леонтьев, А. А. Каденский, В. С. Трофимов) высказали предположение, что алмазы родятся в покровных отложениях, то есть на глубине всего в 4 - 6 километров от земной поверхности. Разумеется, их немедленно спросили, как здесь могло возникнуть нужное давление.
- Взрыв! - ответили ученые. - Поднимающаяся магма может образовать на глубине 4 - 6 километров расширяющиеся каналы, очаги будущего взрыва и скопиться в таких очагах. Сюда же из недр земли притекут так называемые ювенильные газы. Далее ювенильные газы поведут себя, как неблагодарные гости. Когда давление в очаге превысит 50 килобар, они попросту взорвут свое временное убежище и, прорвав покровные отложения, образуют трубку.
Алмазы, по этой гипотезе, образуются в момент взрыва из свободного углерода, которым в достаточной степени насыщен очаг в результате диссоциации (разъединения) углеводородов на углерод и водород.
Эту гипотезу оспорили другие советские ученые (В. Г. Васильев, В. В. Ковальский и Н. В. Черский). Проанализировав механические свойства горных пород, они доказали, что нарастание давления до 50 килобар в таком очаге просто невозможно. Уже при 4 - 10 килобарах должна треснуть сама порода.
Но гипотезу не выбросили сразу на свалку треснувших идей. Сами критики попробовали использовать ее рациональное зерно.
Подметив, что в осадочных породах скапливаются такие вещества, как нефть, битумы, газы, авторы новой гипотезы предположили, что очаг может быть заполнен взрывчатыми смесями водородом, метаном, гремучим газом, сероводородом, ацетиленом. Очаг взорвется еще до того, как начнется приток ювенильных газов. Ученые назвали несколько вариантов химических реакций, в результате которых неминуем взрыв газов и образуется свободный углерод.
Гипотеза казалась незыблемой. И действительно, трудно было, что-либо возразить температура в результате взрыва большая - 2 000° С, давление в 50 килобар вполне достижимо и свободный углерод тоже образуется.
И даже то, что попадаются безалмазные трубки, тоже можно объяснить поднимающаяся магма не встретила очага с взрывными смесями достаточной концентрации.
Но, и эта гипотеза не была свободна от многих противоречий. В первую очередь в ней видно явное несоответствие с геологическими наблюдениями.
По соседству с алмазами обычно находят множество чужеродных камней (ксенолитов). Они отнюдь не измельчены, а взрыв должен был бы их здорово искромсать.
Далее. Алмазы в кимберлитах встречаются одиночными кристаллами, они более или менее равномерно распределены во вмещающей породе. Если бы они образовались при взрыве концентрированной массы углеродистого вещества, то лежали бы в породе скорее всего продолговатой алмазной жилой; алмазы, надо полагать, находили бы в скоплениях и скорее всего в виде огромных алмазных тел.
Можно усомниться, возможен ли вообще такой взрыв, ибо газы, о которых говорят авторы оспариваемой гипотезы, взорвутся в пустоте, скажем, в пустой бочке, но не взорвутся в породе. Если бочку заполнить песком, обильно полить бензином, а потом поджечь, взрыва не последует, бензин попросту сгорит.
Э. М. Галимов занимается геохимией углерода. Ему не раз приходилось сталкиваться с проблемой происхождения алмазов. Слабости существующих гипотез он знал.
В сущности, думал Галимов, все главные противоречия в гипотезах возникают при попытке объяснить, как в природных условиях достигается давление в 50 килобар. А между тем гораздо легче доказать обратное - что породы, окружающие алмаз, не испытывали таких давлений.
В кимберлитах находили минералы, которые образуются при давлениях не больше 20 - 25 килобар, скажем, минерал пироп. А рядом находят алмаз, требующий для кристаллизации давления свыше 50 килобар. Значит, в кимберлитах должны присутствовать минералы с давлением кристаллизации в интервале 20 - 50 килобар. Таких минералов известно несколько коэсит, стишовит, пьезолит. Но эти минералы никогда не находили в кимберлитах. Не находили, несмотря на самые тщательные поиски.
Вывод напрашивался один. Кимберлиты не испытывали давлений больше 20 - 25 килобар. Но тогда уже совсем непонятно, каким же образом появились в них алмазы.
Галимов пытается проанализировать ход мышлений всех, кто до него занимался головоломной проблемой.
Посчитав, что алмазы образуются при давлении 50 килобар, коллеги совершенно, казалось бы, справедливо и логично предположили, что давление магмы тоже должно быть 50 килобар. Раз вещество находится в среде и испытывает давление, значит, его создает среда, откуда еще ему взяться!
Но допустим ситуацию фантастическую, продолжал размышлять Галимов, допустим, что давление в магме небольшое, а в, каких-то локальных точках ее, ну, скажем, в тех, где потом нашли алмазы, давление чудом поднялось до 50 килобар. Вовсе ли бредовое это предположение? Нет ли в анналах физики или инженерных наук явлений, при которых все может обстоять именно так? Есть. Кавитация!!
Она возникает в движущейся жидкости с растворенным в ней газом, когда жидкость с определенной скоростью течет по каналу переменного сечения.
Кимберлитовая магма содержит углекислый газ. Стоит магме пройти сужение (говорят о кимберлитовых трубках, но эти трубки далеко не гладкие цилиндры), как резко возрастет скорость истечения и тут же упадет давление (вспомните опыт с двумя листочками бумаги, когда продуваешь между ними воздух, ждешь, что они разлетятся в разные стороны, а они, наоборот, слипаются). В этот момент мельчайшие пузырьки углекислого газа быстро растут (образуются так называемые «кавитационные» пузыри). Если движущаяся магма в следующий момент окажется в более широком участке канала, пузыри начнут схлопываться. Результат такого схлопывания - «взрыва наоборот» - хорошо известен в небольшом объеме пузырька возникают гигантские усилия сжатия.
Сначала нужно было доказать возможность кавитации в магме. По известной формуле Биргкофа Галимов попытался определить необходимую для возникновения кавитации скорость движения магмы. В формулу входит величина - давление самой магмы. Ее Галимов принимает равной 20 килобарам, то есть давлению, необходимому для кристаллизации пиропа.
Пироп - темно-красный минерал, спутник алмаза. Его находят и вдали от драгоценного минерала, но там, где есть алмаз, обязательно присутствует пироп.
Подсчитав значение скорости, Галимов получил 300 метров в секунду! Цифра озадачила ученого. А возможны ли такие скорости в столь вязкой и тяжелой жидкости? Снова обратился к термодинамике. Взяв за основу расчета гидравлические потери в магматическом канале, Галимов доказывает, что жидкость с вязкостью расплавленной магмы может двигаться со скоростью 300 - 500 метров в секунду.
Неожиданно подтверждение сделанных расчетов пришло еще и со стороны. Ученые А. В. Уханов и Т. В. Малышева тоже, причем совершенно другим методом, определили скорость движения магмы. В журнале «Геохимия» (№ 10 за 1973 год) была опубликована их статья, посвященная совсем другим проблемам, но в ней они, что называется мимоходом, доказали возможность движения магмы с огромной скоростью. По концентрации двухвалентного железа ученые рассчитали температуру прогрева кимберлитового камня (ксенолита) в середине и по краям (получилось соответственно 600, и 1 200' С), затем время прогрева (1 минута), а зная путь, пройденный ксенолитом вместе с магмой при движении к поверхности земли, легко определили скорость движения. Получилось 500 метров в секунду.
Итак, возможность возникновения кавитации в движущейся магме доказана. Процесс, который раньше считали только вредным, разрушительным, Галимов называет созидателем алмазов.
Кавитация кавитацией, но достигаются ли при схлопывании пузырьков необходимые 50 килобар, и 1 500°С?
В сложном дифференциальном уравнении, характеризующем процесс схлопывания пузырьков газа при кавитации, максимальное давление затерялось среди множества других переменных и постоянных величин.
Стоило, однако, переставить его во главу математического ряда и вычислить значение, учтя при этом время роста кристалла, усредненную массу будущего алмаза и его диаметр, как стало понятным, почему практические попытки получить крупный кристалл, схожий с природным, до сих пор терпят неудачу. Давление в пузырьке в момент схлопывания - тысяча килобар, то есть миллион атмосфер! И это усредненная величина. Максимальное давление может достигать 5 - 10 миллионов атмосфер!
Всех, кто до Галимова выстраивал гипотетическую дорогу в сказочный чертог алмазного царства, приводила в отчаяние пресловутая температурная несуразица.
С одной стороны, приходилось доказывать, что температура магмы во время образования кристаллов должна быть не менее 1 500сС. С другой стороны, мучило несоответствие с фактическими наблюдениями геологов. А геологи показывают горстки минералов, подобранных рядом с алмазами, - это минералы, которые плавятся при температуре 1 000 - 1 100°С. Следовательно температура магмы не могла быть больше 1 100°С.
Галимов спокойно принимает все эти факты. Кавитация объясняет температурные противоречия. В самом деле, температура, необходимая для кристаллизации, достигалась в отдельных точках, а температура магмы при этом могла быть иной. Алмазы, оказывается, даже «заинтересованы» в том, чтобы температура окружающей их магмы была более низкой, меньше 1 100°С.
Ну, а температура в пузырьке? Галимов получает потрясающую величину - 10 000°К!
Словом и давление, и температура там, где будет властвовать стихия кавитации, вполне достаточны для синтеза алмаза.
Сегодня известно кавитация даже на поверхности сверхтвердого металла оставляет раковины. «Взрыв наоборот» рушит металл. Может ли он родить кристалл алмаза? Что происходит в пузырьке? О кинетике процесса можно только догадываться. Рассчитать кинетику заранее нельзя.
Скорость схлопывания пузырька превысит в данном случае скорость звука. Так протекает кавитация в жидкости с высоким давлением. Это доказано. А вот дальше, предполагает Галимов, могут произойти прямо-таки чудеса в пузырьке. Судите сами.
От поверхности стенок пузырька, опережая их схлопывание, может оторваться сферически сходящаяся ударная волна (такое явление описал академик Я. Б. Зельдович). Пробежав по сжимаемому газу, волна в мгновение ока сфокусируется в центре.
Мгновения, впрочем, вполне достаточно, чтобы энергия ударной волны превратилась в тепло, сильно разогрев газ.
Схлопывания еще не произошло, а газ в пузырьке уже возбужден и ионизирован. Мало того, ударная волна сконцентрирует где-то в центре пузырька само вещество газа (это доказывает формула Гюгонио). Поэтому в фокусе ударной волны можно ожидать рождение кристаллика-крошки, миниатюрного алмазного зародыша. Математика подтверждает такую возможность. Расчетная плотность вещества в ударной волне получается больше плотности алмаза!
Только теперь сошлись стенки пузырька - произошло наконец само схлопывание. (Еще раз напомним ударная волна опережает его.) Давление возросло до тысячи килобар. Атомы углерода в этот момент прижимаются к зародышу, «облепив» его слабый скелетик снаружи.
Речь идет о процессе поверхностной кристаллизации, то есть о разрастании первичного зародыша. А это резко меняет привычное представление о синтезе алмаза. Раньше всегда предполагали, что при синтезе идет объемная кристаллизация.
Объемная кристаллизация - значит диффузий атомов. А для диффузии нужно время. При существующих способах искусственного синтеза алмазов его всегда не хватает. Может быть, именно в этом одна из причин, мешающих синтезировать крупные правильные кристаллы!
Уже после опубликования статьи Галимов предположил и другую версию кинетики зарождения кристалла в момент схлопывания пузырька. Он считает, что давление кавитации может настолько сильно сблизить атомы углерода, что сначала получается кристалл, какого-то фантастически плотного вещества, намного плотнее алмаза. И только потом, уже расширяясь, это вещество приобретает кристаллическую структуру алмаза. В таком случае время кристаллизации еще больше растянуто и превышает время непосредственного схлопывания.
...Родился алмаз. Теперь его подстерегают смертельные опасности. Стоит резко упасть давлению (а это обязательно происходит), как разогретое пространство должно сразу же уничтожить алмаз. При температуре в 1 200 С алмаз станет кусочком графита. Вокруг же новорожденного пышет жар, вшестеро превышающий критическую температуру. Беда кажется неминуемой слишком уж горяча колыбель! Но кристаллы, как-то сохраняются!
Отвлечемся и представим, что кристалл чудом охладился, да так быстро, что разом миновал критический порог, очутившись в спасительной «прохладе» тысячеградусной магмы.
Но тогда грозит беда другая. Под действием столь резкого скачка температуры кристалл должен разорвать механические напряжения. И чем крупнее кристалл, тем большая вероятность того, что он растрескается.
Но ведь встречаются же в природе целехонькие лучезарные кристаллы! Значит, каким-то образом они преодолевают все трудности своего «переходного возраста»
Каким образом происходит быстрое охлаждение? Этот вопрос всегда оставался белым пятном во всех гипотезах. Он был скрыт от людей за семью печатями. Строя предположения по существу синтеза, ученые попросту обходили его.
Выяснение условий сохранения только, что рожденного кристалла - один из интереснейших моментов гипотезы Галимова. Вот его рассуждения.
Расширение любого вещества, если при этом нет теплообмена со средой (адиабатное расширение), сопровождается охлаждением, когда вещество, расширяясь, преодолевает сопротивление внешних сил. Газ, сжатый в цилиндре, охлаждается, если преодолевает усилие поршня, но не охладится, если поршень мы сдвинем сами.
В кавитационном пузыре, когда началось схлопывание, кристалл расширяется и при этом преодолевает гигантское сопротивление. Теория адиабатного расширения говорит, как мы уже упоминали, что в таком случае вещество охладится. Но, как сильно?
Галимов получил логарифмическую зависимость степени охлаждения от давления внешней среды. Оказалось, что в пространстве с давлением в 300 тысяч атмосфер степень самоохлаждения алмаза будет немногим больше единицы - кристалл охладится всего на несколько градусов.
Возможно, такую же зависимость еще до Галимова получали другие ученые. Но они рассчитывали самоохлаждение алмазов при давлении внешней среды в 100 - 300 килобар. Больших давлений инженерам не удалось достичь. Разумеется, столь мизерное самоохлаждение никого не заинтересовало.
Галимов оперирует величиной давления в 1 - 2 миллиона атмосфер и доказывает, что степень охлаждения алмаза, рожденного в кавитационном пузырьке, будет равна 10.
Это означает, что температура кристалла моментально упадет с 10 000 до 1000°С, иначе говоря, кристалл мгновенно охладится и перейдет в стабильное состояние. А поскольку охлаждение достигается не за счет теплообмена, а за счет мгновенного разбрасывания внутренней энергии (в роли «метателей» энергии выступят сами атомы), механические напряжения не возникают и кристалл не растрескивается.
Кавитация, положенная в основу природного синтеза алмазов, разрешает и другие спорные вопросы алмазного таинства.
С позиций кавитации довольно просто объяснить, почему алмазы, в кимберлитах распределены более или менее равномерно в виде одиночных кристаллов. Это органически вытекает из характера распределения кавитационных пузырьков.
Существование «пустых», безалмазных кимберлитовых трубок тоже находит в гипотезе Галимова простой ответ. Природа не всегда создает необходимые условия для кавитации. Требуется слишком большой и сложный комплекс условий определенные скорость движения магмы и давление, радиус и энергия схлопывания пузырьков, и прочее.
Если идея Галимова подтвердится, перед искусственным синтезированием алмазов откроются новые широкие перспективы. Создав идеальные условия кавитации, можно будет получить алмазы более совершенные, чем их создает природа.
Недаром работа советского ученого вызвала живой интерес во всем мире.
Гипотеза Галимова рушит устоявшиеся взгляды. И не только исследователей алмазов. Инженеры всегда стремились обуздать кавитацию. Теперь, может быть, им предстоит научиться ее создавать.
ЛИТЕРАТУРА
Васильев В. Г., Ковальский В. В., Черский Н. В. Происхождение алмазов. «Недра», 1968.
Верещагин Л. Ф., Калашников Я. А., Фекличев Е.М., Никольская И. В. Тихомирова Л. М К вопросу о механизме полиморфного превращения графита в алмаз. Докл. АН СССР, т. 162, № 5, 1965.
Галимов Э. М. Об эволюции углерода Земли. Геохимия, 15, 1967.
Соболев. В. С. Условие образования месторождений алмазов. Геол и геофизика, ч. 1, 1960.
КУНСТКАМЕРА
СТАРЫЙ СЕКРЕТ
В древней арабской сказке о Синдбаде-Мореходе есть история о добыче алмазов. Купцы бросали куски жирного мяса в ущелье «без входа и выхода, кишащее страшными змеями». Хищные птицы спускались в ущелье и уносили мясо в свои гнезда. Тогда купцы криком и шумом отпугивали птиц и забирали мясо с прилипшими к жиру алмазами.
В этой истории неожиданно много правды. На некоторых современных алмазодобывающих предприятиях, чтобы отделить алмазы от пустой породы, перелопачивают руду лопатками, смазанными специальным жиром, к которому прилипают кристаллики алмазов. Алмазные компании Южной Африки считают состав этого жира одним из главных производственных секретов.
Описано немало случаев, когда алмазы находили в зобе убитых птиц, обитающих в местах добычи алмазов. Около ста лет назад такая история наделала шуму у -нас на Урале. Так, что история, (рассказанная в сказке, довольно правдива.
ОГРАНКА
Ограненные алмазы обычно называют бриллиантами, но это не совсем верно. Бриллиантом в строгом смысле слова считается алмаз со специальной «бриллиантовой» огранкой. Такую огранку можно нанести только на достаточно крупный, и «глубокий» камень. Вот почему ювелиры придумали еще несколько типов огранки. Главные среди них «роза», и «принцесса» «Роза» применяется для достаточно крупных, но неглубоких камней, а «принцесса» для алмазных пластинок, толщина которых может не превышать 1,5 миллиметра.
К особо крупным камням применяют индивидуальные способы огранки. Например, у алмаза «Орлов», который был вставлен в скипетр русских царей (Алмазный фонд СССР, неправильная огранка по типу «роза». При огранке алмаза «Шах» (Алмазный фонд СССР) некоторые его грани оставили (нетронутыми.
Огранка алмаза значительно меняет его стоимость. Качество огранки правильность расположения плоскостей и граней, чистота обработки придают алмазу блеск, и «игру», а это очень ценится.
Владельцы бриллианта «Коинур» дважды подвергали его огранке. После первой он весил 186,1 карата (карат равен 0,2 грамма), а после второй - 106,1 карата. Чтобы (придать камню правильную форму, его вес пришлось уменьшить почти вдвое.
ОПРАВА КАМНЯ
От оправы нередко зависит красота и цена камня. Есть три типа классической оправы «римская», или «цыганская», - это, когда металл просто обрамляет камень; филигранная оправа - край металла несколько поднят над камнем; оправа «зубцы», или «лапки». Дополнительными типами оправы считают «корону» (венец), когда края (зубцов образуют чашечку цветка и подняты выше камня, и оправа «мираж», когда металлу, обрамляющему камень, придают такие же грани, как и самому камню. От этого камень кажется больше, чем он есть на самом деле.
Эти типы оправ используются чаще всего, но вообще-то оправа может быть любой, все зависит от мастерства и фантазии ювелира.
ЦЕНА НА БРИЛЛИАНТЫ
Ценность алмаза зависит не только от его величины, по, и от формы, цвета, прозрачности, от количества и вида посторонних включений, трещин и других дефектов.
Цена <на бриллианты на мировом рынке в разные века складывается по-разному.
Было время, когда цена определялась по такой формуле:
Цена= (вес камня в каратах)2 - на цену карата.
При таких расчетах цена на крупные камни доходит до колоссальных цифр, не соответствующих действительной их стоимости. Поэтому была предложена другая формула:
- (вес в каратах + 2) - на цену карата.
Однако и три такой формуле стоимость камней очень высока.
ПОДДЕЛКИ
Высокие цены на бриллианты породили в буржуазном мире целую настоящую «индустрию подделок» этих камней.
Ловкачи-ювелиры пытались выдать за алмаз синтетический белый сапфир и белый цирконий. Дело в том, что цирконий, как и алмаз, дает двойное отражение лучей света внутри камня - «огонь». Разница в том, что это отражение идет не по всем направлениям. Обнаружить подделку можно, рассматривая цирконий под различными углами через лупу.
Бесцветные сапфиры тоже дают двойное внутреннее отражение, но оно довольно слабо и не дает «сияния», из-за которого алмаз всегда кажется больше, чем он есть на самом деле. Сапфировые подделки выглядят «стеклянными»
Применяли и бесцветные синтетические шпинели, придавая им алмазную огранку. Шпинель дает мало «огня», и похожа на плохо ограненные алмазы с одним отражением света. И это может обмануть неопытных. По имени изобретателя такие подделки иногда называют «алмазами Жура-до»
Отличить шпинели и искусственные сапфиры от алмаза можно довольно просто - стоит погрузить камень в бесцветную жидкость с высоким показателем преломления, например, в йодистый метилен или однобромистый монафтален. У этих жидкостей показатель преломления почти такой же, как у шпинели и сапфира. Эти камни просто «исчезнут» в жидкости, а алмаз будет ярко блестеть. Можно погрузить камни в простую воду или в глицерин, но эффект «исчезновения» фальшивого бриллианта не будет так отчетлив.
Иногда появлялись подделки под алмаз из искусственного рутила. Эти камни имеют двойное преломление, «огонь», и обычно не бесцветны, а с нацветом от соломенного до коричневого, а иногда синие. Камни довольно мягкие, едва царапают стекло.
Более простые и дешевые подделки под алм0430зы - это богатое свинцом хрустальное стекло. Оно мягкое, но преломление у него довольно высокое; в жидкостях с высоким коэффициентом преломления хрустальное стекло «исчезает»
Продажа алмазов в оправе породила еще один вид подделки «дуплеты» - составные камни, верхняя часть которых (корона) сделана из алмаза, а нижняя из пришлифованного к ней куска шпинели, сапфира, бесцветного топаза или хрустального стекла. Если такой камень рассматривать через центральную плоскую грань короны под острым углом, видна граница склейки.
САМОЦВЕТЫ МЕНЯЮТ ЦВЕТ
В США производятся опыты, в результате которых самоцветы приобретают совершенно новую, необычную для них окраску. Для этого драгоценные камни подвергаются радиоактивному облучению различной продолжительности и интенсивности.
Операция обычно продолжается несколько дней. Затем камни проходят дополнительную обработку. В конечном итоге получают цветные алмазы, например, темно-голубые.
