Ценность минералов определяется рядом критериев, в том числе степенью их твердости. Чем тверже камень, тем он ценнее.
Твердость – это способность камня противостоять механическим воздействиям. К различным воздействиям относятся удары, царапины, ссадины, порезы и т.
Существует два критерия для классификации твердости камня: абсолютная твердость и шкала Мооса (относительная).
Твердость драгоценных минералов измеряется по шкале Мооса. Под этим измерением мы подразумеваем сравнение твердости нового минерала с существующими твердыми эталонными камнями. Для этого на камне отмечают гладкий участок и по нему проходят острым углом узорчатого камня, плотно прижимая его.
Если на испытуемом камне нет царапин, возьмите более твердый камень и соскребите его, и так до тех пор, пока на камне не останется царапина. При сравнении его с эталонными камнями, твердость которых уже известна, делают выводы.
Самые твердые материалы на Земле
Самый твердый материал в мире, тверже алмаза, — это полимеризованный фуллерит. Этот материал может легко поцарапать алмаз, так же легко, как если бы это был обычный пластик вместо драгоценного алмаза.
Этот материал представляет собой структурный кристалл, узлы которого состоят из целых молекул, а не из маленьких атомов.
Лонсдейлит также считается прочным материалом. Это аллотропная модификация углерода, обладающая твердостью, близкой к твердости алмаза. Этот материал был извлечен из метеоритного кратера. Источником материала является графит.
Третью позицию по твердости однозначно занимает боронит вюрцит. Кристаллическая структура придает этому материалу высокую степень твердости.
Наноструктурированный кубонит или кингсонгит. Уникальные возможности этого материала обеспечили его частое использование в промышленности.
Углеродный борнитрит занимает пятое место в нашем рейтинге. Основными компонентами этого материала являются атомы бора, а также атомы углерода и азота.
7 интересных фактов об алмазах
- Алмазы образуются в мантии Земли на глубине около нескольких сотен километров. Давление высокое и очень жарко. Если алмаз нагреть до этой температуры поверхности, он сгорит. Ведь это точно такой же уголь, как и в печи, только атомы расположены иначе. Но в мантии Земли нет свободного кислорода, поэтому алмазы не горят.
- Углерод, из которого сделаны алмазы, вовсе не обязательно должен находиться на этих глубинах. Это легкий элемент, широко распространенный в земной коре, но на большей глубине лежит то, что успело «утонуть» в ее недра через миллиарды лет после образования планеты. Кажется, это вопрос субдукции. Океаническая кора, состоящая в основном из базальтов, формируется в центральной части Мирового океана, в районах срединно-океанических хребтов.
Оттуда он «расщепляется» в противоположных направлениях. Край земной коры, упирающийся в материк, складчатый и постепенно погружается в мантию. Рядом с осадочными породами, содержащими много углерода. Этот процесс происходит со скоростью около одного сантиметра в год, но является непрерывным.
- Любимые ювелирами и их покупателями голубые бриллианты — это почти обычные бриллианты, окрашенные небольшим количеством бора. Бор даже легче угля и еще реже встречается на больших глубинах. Он якобы попадает туда тем же путем, но в меньших количествах. Голубые алмазы образуются на рекордных глубинах от 600 до 700 километров. Поэтому на поверхности они очень редки: около 0,02% мировой добычи.
- Когда алмаз кристаллизуется, окружающие его в это время вещества иногда оказываются внутри него. Это беда для ювелира и благо для геолога. Дело в том, что кристаллическая решетка алмаза благодаря своей прочности способна удерживать захваченные минералы под тем же давлением, что и при формировании нашего «камня».
А это необходимо потому, что многие вещества переходят из одного состояния в другое при изменении давления. Например, стишовит, стабильный при шести и более гектопаскалях, при понижении давления превращается в коэсит, а при выходе на поверхность — в известный кварц. Его химическая формула, разумеется, не меняется: это двуокись кремния, SiO2. Также возможно точно определить глубину алмазообразования путем приложения давления к включениям.
- Алмазы выходят на поверхность из кимберлита, древней магмы, которая когда-то выходила на поверхность через кимберлитовую трубку, относительно узкий устье, слегка расширяющееся кверху. Название трубки и руды происходит от южноафриканского города Кимберли, недалеко от которого в 19 веке была обнаружена первая такая трубка. В настоящее время во всем мире известно около 1500 трубок. К сожалению, бриллианты есть не у всех, а примерно у каждого десятого. Геологи считают, что на долю кимберлитов приходится около 90% мировых запасов алмазов.
- Остальные 10% относятся к лампроитам. Это также хвойные породы с высоким содержанием калия и магния.
- До открытия кимберлитовых трубок алмазы добывались на месторождениях, в основном из рек. Как теперь известно, они образовались в результате эрозии кимберлитовых вулканов, от которых сегодня остались только трубки. В мире было мало промышленных развлечений. Бразильцы были практически истощены в конце 18 века, индейцы — на несколько веков раньше. Подшипники в Южной Африке были обнаружены в 19 веке, и именно их добыча вблизи Кимберли в конечном итоге привела к открытию первого трубопровода.
Обзор самых твердых горных пород
Самый твердый камень в мире — гранит, и поговорка «твердый, как гранит» не фигуральна, а буквальна.
Помимо гранита, самыми твердыми породами являются сиенит и лабрадорит. Черный габбро также считается самым твердым камнем на Земле.
Эти породы намного тверже железа. Они существуют в мире миллионы лет. Своим существованием они обязаны магме, которая постепенно застывала в самых глубоких недрах земли. Жидкая порода постепенно кристаллизовалась под воздействием высокой температуры и атмосферного давления.
В результате этих природных процессов образовались самые крепкие камни на Земле. Для этих пород характерна полностью кристаллическая зернистая структура. Такие породы имеют ярко выраженную массивную текстуру.
О долговечности гранита свидетельствует его способность выдерживать почти 200 циклов замораживания и оттаивания (при полном погружении в воду). В то время как кирпич, к которому мы все привыкли, выдерживает всего 15 таких циклов. А если по граниту будет ходить более миллиона человек в год, то расход камня составит всего 0,12 мм.
Все глубокие твердые породы очень похожи друг на друга. И очень часто только настоящий профессионал сможет отличить мелкозернистый гранит от габбро.
Лабрадорит также очень похож на черный гранит.
Причинами сходства вышеперечисленных пород являются одинаковые составные компоненты. Это цветные минералы, слюда, а также кварц и полевой шпат. Твердые породы различаются только пропорциями ингредиентов.
Твердый гранит бывает разных видов. Карельский черный гранит является наиболее ценным. В нашей необъятной стране есть месторождения красно-коричневого гранита, а также его серых и даже белых разновидностей. В Испании есть даже розовый и зеленоватый гранит.
В дополнение к твердым породам, упомянутым выше, существуют также вулканические породы, которые отличаются особой прочностью. Это базальты и диабазы, липариты и порфиры, трахиты. Эти породы мало отличаются по своему составу от более глубоких подземных твердых пород.
Но формировались они иначе. Эти материалы являются результатом вулканической деятельности. Эти материалы используются в отделочных работах, ведь кроме высокой степени твердости они также отличаются привлекательным внешним видом.
