Wie bilden sich Diamanten in der Natur?

Diamant ist seit langem der Maßstab für Festigkeit, Unzerstörbarkeit und Stabilität. Es ist jedoch nützlich zu wissen, wie Diamanten gebildet werden.

Nicht so wenige Menschen hielten mindestens einmal in ihrem Leben Diamanten in ihren Händen. Aber was den Ursprung des Referenzedels betrifft, ist die Situation viel schlimmer. Selbst erfahrene Mineralogisten und Geologen können nicht mit voller Sicherheit sagen, welche Version wahr ist.

Diamanten wurden lange vor unserer Zeit bekannt. Es war unmöglich, einen Stein mit solch ungewöhnlichen Eigenschaften zu passieren.

Eine der alten Legenden sagt:

• Diamantkristalle sind Lebewesen;
• sie können verschiedenen Geschlechtern angehören;
• diese Organismen "absorbieren den himmlischen Tau";
• Sie können an Größe zunehmen und sich sogar vermehren.

Die alte indische Mythologie behauptete, dass Diamant in der Natur vorkommt, wenn die fünf natürlichen Grundprinzipien kombiniert werden. Dazu gehören:

• Luft
• Wasser
• Land;
• Himmel;
• Energie.

In alten Manuskripten stellten sie sofort fest, dass der Diamant sehr hart ist und eine außergewöhnliche Brillanz aufweist. Es wurde oft geschrieben, dass dieses Mineral „auf einem Felsen, im Meer und auf den Hügeln über den Goldminen“ vorkommen kann.

Legenden über Sinbad, den Seemann, besagen, dass es irgendwo eine ziemlich tiefe Schlucht gibt, an deren Grund die primären Diamantenvorkommen versteckt sind. Aber all dies korreliert natürlich sehr schwach mit der Realität.

Wir müssen den Menschen der Antike und des Mittelalters Tribut zollen. Eine Suche nach dem wahren Grund für die Bildung von Diamanten zeigt, dass das menschliche Denken niemals stillstand. Und doch konnten die ersten ernsthaften Versionen seines Aussehens erst nach 1797 vorgebracht werden - zu diesem Zeitpunkt wurde die chemische Zusammensetzung des Minerals genau festgelegt.

Wenig später wurde entdeckt, dass der Unterschied zwischen Diamant, Graphit und verschiedenen Arten von Kohle auf die Anordnung der Atome innerhalb der Kristallgitter zurückzuführen ist.

Das Wesentliche des Konzepts ist das Auftreten dieser Mineralien als Folge der Bewegung von Magma. Es wird angenommen, dass die meisten von ihnen nicht früher als 2,5 Milliarden und nicht später als 100 Millionen Jahre erschienen sind. Es geschah in einer Tiefe von etwa 200 km. Dort wurde Graphit gleichzeitig von einer hohen Temperatur von etwa 1000 Grad und einem Druck von 50.000 Atmosphären beeinflusst.

Eine Version der Version impliziert, dass sich bereits Halbedelsteine ​​auf der Erdoberfläche gebildet haben.

Dies geschah infolge der Verfestigung der Lava in Kontakt mit Luft. Das Problem ist, dass die Temperatur und der Druck in dieser Situation nicht zu hoch sind. Aus diesem Grund ist ein solches Konzept bei Fachleuten nicht beliebt.

Es gibt eine alternative Annahme, dass Edelsteine ​​aus ultrabasischen Gesteinen gebildet werden.

Erst später, als Magma aufstieg, wurde ein Stein mitgeschleudert. Die überwiegende Mehrheit der Geologen neigt zu genau diesem Ansatz. Eine Zwischenversion ist, dass sich Diamanten bilden, wenn Magma bereits begonnen hat, sich nach oben zu bewegen, aber die Öffnung noch nicht erreicht hat.

Solche strukturellen Veränderungen stärken den Stein selbst erheblich und verleihen ihm Eigenschaften, die auf dem Rohstoffmarkt so wertvoll sind.

Frühere Diamantreserven, die mit alten Ablagerungen und Kimberlitrohren verbunden sind, werden seltener. Und der Bedarf an Steinen ist groß. Manchmal extrahieren Bewohner vulkanischer Gebiete einige Zeit nach Eruptionen das härteste Mineral aus gehärteter Lava. Die für sein Erscheinen erforderlichen Bedingungen werden jedoch nicht nur durch vulkanische Prozesse erreicht, während einige Diamantforscher nicht nur auf die Tiefen der Erde achten, sondern auch nach oben.

Bei der Untersuchung von Meteoritenstücken wurden wiederholt ganze Diamanten (oder deren einzelne Partikel) gefunden. Die Qualität solcher Mineralien war ausgezeichnet.

Als einmal in den USA ein Meteorit fiel, wurden Edelsteine ​​in den Wänden des Kraters gefunden. Sie unterschieden sich jedoch geringfügig von den üblichen Optionen. Der Unterschied bezieht sich nach einigen Berichten auf die Struktur des Kristallgitters - er beeinflusst das Aussehen nicht.

Einige Experten glauben, dass Diamanten bereits in Meteoriten sind. Wenn sie zerstört werden, sind die Steine ​​"frei".

Eine populärere Ansicht ist, dass ein Stein bereits beim Aufprall auf die Erdoberfläche erscheint. Dieser Prozess führt zur Freisetzung erheblicher mechanischer und thermischer Energie.

Aus diesem Grund steigen sowohl die Temperatur als auch der Druck in der Mitte stark an (wo der Krater verbleibt). Diese Faktoren führen zur charakteristischen Umwandlung von Kohlenstoff.

Spektrographische Beobachtungen zeigten, dass gasförmiger Kohlenstoff (in reiner Form oder in Verbindung mit Stickstoff, Wasserstoff) in der Sonnenatmosphäre vorhanden ist. Astronomen und Kosmologen glauben, dass sich dieses Element auch in kolossalen Gerinnseln aus Gas und Staub befand, die zu den Vorläufern aller Planeten wurden. Beim Abkühlen verflüssigten sich die Gase. Allmählich verteilten sich flüssige Substanzen nach Masse: schwerere stürzten ab und leichte schwebten auf.

Flüssige magmatische Massen in der Anfangsphase der Erdentwicklung brachen leicht durch eine dünne Schicht der Erdkruste. Kohlenstoff reagierte aktiv mit Wasserstoff. Infolgedessen verlor die Kruste allmählich dieses chemische Element.

In der gegenwärtigen Phase der geologischen Geschichte unseres Planeten macht sie etwa 1% aus. Eine solche Exkursion erlaubt es uns, eine äußerlich paradoxe Schlussfolgerung zu ziehen: Es gibt keine tiefen Widersprüche zwischen vulkanischen und kosmischen Hypothesen.

Der Unterschied liegt nur in der Art und Weise, wie sie an einen bestimmten Ort gelangt ist. Experten glauben, dass sich der größte Teil des Kohlenstoffs jetzt im äußeren Teil des Mantels befindet, da dort hohe Temperatur und hoher Druck zur Bildung von Verbindungen der Grundsubstanz mit Schwermetallen führen. Einige Kohlenstoffatome sind jedoch aneinander gebunden.

Sogar der berühmte Vernadsky und Fersman gingen davon aus, dass auf diese Weise Diamanten geboren werden. Zwei Wissenschaftler besitzen ein Schema geochemischer Umwandlungen von Kohlenstoff. Nach diesem klassischen Schema konzentrieren sich sowohl Diamant als auch Graphit hauptsächlich in den unteren Schichten der Lithosphäre.

Die tiefsten Brunnen der Erde erreichen nur eine Tiefe von 10-12 km. In diesem Fall tritt die Keimbildung von Diamanten selbst nach Fersman in Tiefen von nicht weniger als 30 bis 40 km auf. Dies ist genau die durchschnittliche Dicke der Erdkruste. Umso unmöglicher ist es, die Mantelversion auf dem aktuellen Bohrniveau zu überprüfen. Um auf die mantelmagmatische Version zurückzukommen, ist darauf hinzuweisen, dass Kohlenstoff dementsprechend zu Diamanten werden kann, wenn:

• für Hunderte von Millionen von Jahren wird ein chemisch einheitliches Medium existieren;
• Dies unterstützt schwache Wärmegradienten.
• Der Druck wird konstant 5 Tausend Pa überschreiten.

Die relevanten Parameter, basierend auf den Ideen der modernen Geologie, werden in einer Tiefe von 100 bis 200 km erreicht.

Eine weitere unabdingbare Voraussetzung für "Erfolg" ist das Vorhandensein von Diatrem oder Durchbrüchen der Erdkruste. Auf kontinentalen Plattformen kann eine mit nennenswerten Mengen an Gasen gesättigte magmatische Schmelze eindringen. Dadurch entstehen bekannte Kimberlitrohre.

Es gibt eine alternative flüssige Version, nach der das stärkste Mineral in geringerer Tiefe kristallisiert. Ausgangspunkt ist die Zersetzung von Methan oder dessen unvollständige Oxidation. Das Oxidationsmittel ist eine Mischung aus Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff und Schwefel. Die vier Elemente können sich sowohl in einem flüssigen als auch in einem gasförmigen Aggregatzustand befinden.

Aus der Flüssigkeitshypothese folgt, dass Diamanten können bei einer Temperatur von 1000 Grad auftreten und gleichzeitig mit einem Druck von 100 bis 500 Pascal wirken.

An anderen Orten ist der großflächige Bergbau unpraktisch. Geologische Prozesse führen im Laufe der Zeit zur Zerstörung des oberen Teils der Primärvorkommen. Diamanten von dort werden durch fließendes Wasser weggetragen (und in der Vergangenheit weggetragen). Bei wiederholter Ablagerung des Minerals treten Placer auf.

Im nächsten Video erfahren Sie, woher Diamanten stammen.