Ценность минералов определяется многими критериями, в том числе степенью их твердости. Чем тверже камень, тем больше он ценится.
Твердость – это способность камня сопротивляться механическим воздействиям. К механическим воздействиям относятся различные действия: удары, царапины, трение, надрезы и т д
Существует два критерия для оценки резистентности камней: абсолютный критерий и шкала Мооса (относительная).
Читайте также: Розовый Турмалин
Твердость драгоценных минералов измеряется по шкале Мооса. Под таким измерением подразумевается сравнение твердости нового минерала с существующими эталонными твердыми камнями. Для этой процедуры на камне отмечают гладкий участок и проводят по нему острый угол эталонного камня, плотно прижимая его.
Если на исследуемом участке камня не осталось царапин, возьмите более твердый камень и соскребите им, и так до тех пор, пока на камне не образуется царапина. Сравнивая его с эталонными камнями, твердость которых уже известна, делаются выводы.
Самые твердые материалы на Земле
Самый прочный материал в мире, тверже алмаза, — это полимеризованный фуллерит. Этим материалом можно легко поцарапать бриллиант, так же легко, как если бы это был не драгоценный бриллиант, а обычный пластик.
Этот материал представляет собой структурированный кристалл, узлы которого состоят из целых молекул, а не из мелких атомов.
Лонсдейлит также считается прочным материалом. Это аллотропная модификация углерода, имеющая твердость, близкую к алмазу. Этот материал был извлечен из метеоритного кратера. Происхождение материала графит.
Третью позицию по показателю твердости прочно занимает вюрцит борнитрит. Кристаллическая структура обеспечивает высокую степень прочности этого материала.
Наноструктурированный кубонит или кингсонгит. Уникальные возможности этого материала обеспечили его частое использование в промышленности.
Углерод-борнитрит занимает в нашем рейтинге почетную пятую позицию. Основными компонентами этого материала являются атомы бора, а также атомы углерода и азота.
7 интересных фактов об алмазах
- Алмазы образуются в мантии Земли на глубинах порядка пары сотен километров. Давление большое и очень жарко. Если алмаз нагреть до этой температуры на поверхности, он сгорит. Ведь это точно такой же углерод, как и в печке, только атомы расположены иначе. Но в мантии Земли нет свободного кислорода, поэтому алмазы не горят.
- Углерод, из которого сделаны алмазы, не должен находиться на таких глубинах. Это легкий элемент, распространенный в земной коре, а глубже лежит то, что спустя миллиарды лет после образования планеты успело «утонуть» в ее недрах. Похоже, дело в субдукции. Океаническая кора, сложенная в основном базальтами, формируется в средней части океанов, в районах срединно-океанических хребтов.
Оттуда он «расщепляется» в противоположных направлениях. Край коры, упирающийся в континент, подгибается и постепенно погружается в мантийное вещество. Рядом с осадочными породами, в которых много углерода. Этот процесс протекает со скоростью порядка сантиметров в год, но непрерывно.
- Ценящиеся ювелирами и их клиентами, голубые бриллианты — это почти обычные бриллианты, окрашенные небольшим количеством бора. Бор даже легче углерода и еще менее вероятно его присутствие на больших глубинах. По-видимому, он попадает туда тем же путем, но в меньших количествах. Голубые бриллианты образуются на рекордной глубине от 600 до 700 километров. Поэтому на поверхности они очень редки: около 0,02% мировой добычи.
- При кристаллизации алмаза вещества, окружающие его в то время, иногда обнаруживаются внутри него. Это беда для ювелира и счастье для геолога. Дело в том, что кристаллическая решетка алмаза благодаря своей прочности способна удерживать захваченные минералы при том же давлении, какое было в момент образования нашего «камня».
В предыдущей статье вы можете прочитать: Чёрный Нефрит
И это существенно, так как многие вещества, изменяя давление, переходят из одного состояния в другое. Например, стишовит, устойчивый при шести и более гектопаскалях, при понижении давления превращается в коэсит, а достигнув поверхности, превращается в хорошо известный нам кварц. Его химическая формула, разумеется, не меняется: это двуокись кремния, SiO2. Также по давлению на включения можно точно определить глубину алмазообразования.
- Алмазы выходят на поверхность с кимберлитом, древней магмой, которая когда-то выходила на поверхность через кимберлитовую трубку, относительно узкий выход, который немного расширяется к вершине. Трубка и руда названы в честь южноафриканского города Кимберли, недалеко от которого в XIX веке была обнаружена первая такая трубка. В настоящее время во всем мире известно около 1500 трубок. К сожалению, бриллианты есть не у всех, но примерно у каждого десятого. Геологи считают, что на долю кимберлита приходится около 90% мировых запасов алмазов.
- Остальные 10% связаны с лампроитами. Это также магматические породы, характеризующиеся высоким содержанием калия и магния.
- До открытия кимберлитовых трубок алмазы добывали в россыпях, в основном из рек. Как теперь ясно, они образовались при эрозии кимберлитовых вулканов, от которых сегодня остались только трубки. В мире было немного удовольствий промышленного значения. Бразильцы практически выдохлись в конце 18 века, индейцы на пару веков раньше. Россыпи в Южной Африке были обнаружены в 19 веке и именно их добыча вблизи Кимберли привела в конечном итоге к открытию первого трубопровода.
Обзор самых твердых горных пород
Самый твердый камень в мире — гранит, и пословица «твердый как гранит» имеет не переносное, а прямое значение.
Помимо гранита, самыми твердыми породами являются сиенит и лабрадорит. Черный габбро также считается крепким камнем на Земле.
Эти породы намного тверже железа. Они появились в мире миллионы лет назад. Своим появлением мы обязаны магме, которая постепенно застывала в самых глубоких недрах земли. Жидкие породы под действием высоких температур и атмосферного давления постепенно кристаллизовались.
Результатом таких природных процессов стали самые прочные камни на Земле. Эти камни характеризуются полностью кристаллической структурой с зернистым характером. Такие породы имеют заметно массивную текстуру.
О прочности гранита свидетельствует его способность выдерживать почти 200 циклов замораживания и оттаивания (при полном погружении в воду). В то время как привычный всем нам кирпич выдерживает всего 15 таких циклов. И если ежегодно по граниту будет ходить более миллиона человек, то износ 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 составляющие компоненты. Это цветные минералы, слюда, а также кварц и шпат. Твердые горные породы различаются только пропорциями содержания составляющих компонентов.
Прочный гранит имеет разновидности. Наиболее ценен карельский черный гранит. На просторах нашей необъятной страны есть месторождения красновато-бурого гранита, а также серых и даже белых разновидностей гранита. В Испании есть даже розовый и зеленоватый гранит.
В дополнение к вышеперечисленным твердым породам существуют также вулканические породы, которые отличаются особой прочностью. Это базальты и диабазы, липариты и порфиры, а также трахиты. По составу составляющих они ничем не отличаются от глубинных твердых пород.
Но формировались они иначе. Эти материалы являются результатом вулканической деятельности. Такие материалы используются в отделочных работах, так как помимо высокой степени твердости они обладают еще и привлекательным внешним видом.
