Морфологія
Алмаз- найтвердіший мінерал, кубічна поліморфна (аллотропна) модифікація вуглецю (C), стійка при високому тиску. При атмосферному тиску та кімнатній температурі метастабілен, але може існувати необмежено довго, не перетворюючись на стабільний у цих умовах графіт.
Сингонія алмазу кубічна, просторова група Fd3m. Елементарна осередок кристалічної решітки алмазу є гранецентрованим кубом, в якому в чотирьох секторах розташованих у шаховому порядку, знаходяться атоми вуглецю. Інакше алмазну структуру можна як дві кубічних гранецентрированных решітки, зміщених друг щодо друга по головній діагоналі куба на чверть її довжини. Структура аналогічна алмазної встановлена у кремнію, низькотемпературної модифікації олова та деяких інших простих речовин.
Кристали алмазу завжди містять різні дефекти кристалічної структури (точкові, лінійні дефекти, включення, межі субзерен тощо). Такі дефекти значною мірою визначають фізичні властивості кристалів.
Алмаз може бути безбарвним водянопрозорим або забарвленим у різні відтінки жовтого, коричневого, червоного, блакитного, зеленого, чорного, сірого кольорів. Розподіл забарвлення часто нерівномірний, плямистий або зональний. Під дією рентгенівських, катодних та ультрафіолетових променів більшість алмазів починає світитися (люмінесцувати) блакитним, зеленим, рожевим та ін. квітами. Характеризується виключно високим світлозаломленням. Показник заломлення (від 2,417 до 2,421) та сильна дисперсія (0,0574) зумовлюють яскравий блиск та різнокольорову "гру" огранених ювелірних алмазів, званих діамантами. Блиск сильний, від алмазного до жирного.Щільність 3,5 г/см3. За шкалою Мооса відносна твердість алмазу дорівнює 10, а абсолютна - у 1000 разів перевищує твердість кварцу та у 150 разів - корунд. Вона найвища серед усіх природних, так і штучних матеріалів. Водночас досить тендітний, легко розколюється. Злам раковистий. З кислотами і лугами без окислювачів не взаємодіє. На повітрі алмаз згоряє при 850° З утворенням СО2; у вакуумі при температурі понад 1.500° переходить у графіт.
Морфологія
Морфологія алмазу дуже різноманітна. Він зустрічається як у вигляді монокристалів, так і у вигляді полікристалічних зрощень ("борт", "баллас", "карбонадо"). Алмази з кімберлітових родовищ мають лише одну поширену плоскогранну форму – октаедр. При цьому у всіх родовищах поширені алмази з характерними кривогранними формами - ромбододекаедроїди (кристали схожі на ромбододекаедр, але з округлими гранями), і кубоїди (кристали з криволінійною формою). Як показали експериментальні дослідження та вивчення природних зразків у більшості випадків кристали у формі додекаедроїду виникають у результаті розчинення алмазів кімберлітовим розплавом. Кубоїди утворюються в результаті специфічного волокнистого зростання алмазів за нормальним механізмом росту.
Синтетичні кристали, вирощені при високих тисках і температурах, часто мають грані куба і це є одні з характерних відмінностей від природних кристалів. При вирощуванні в метастабільних умовах алмаз легко кристалізується у вигляді плівок та шістуватих агрегатів.
Розміри кристалів варіюють від мікроскопічних до дуже великих, маса найбільшого алмазу "Куллінан", знайденого в 1905р. у Південній Африці 3106 карат (0,621 кг). Алмази масою понад 15 карат – рідкість, амасою від сотні карат – унікальні та вважаються раритетами. Такі камені дуже рідкісні і часто отримують власні імена, світову популярність та своє особливе місце в історії.
Походження
Хоча за нормальних умов алмаз метастабілен, він з стійкості своєї кристалічної структури може існувати невизначено довго, не перетворюючись на стійку модифікацію вуглецю - графіт.
Алмази, які винесені на поверхню кімберілітами або лампроїтами, кристалізується в мантії на глибині 200 км. і більше при тиску понад 4 ГПа та температурі 1000 – 1300 °С. У деяких метородіннях зустрічаються і більш глибинні алмази, винесені з перехідної зони або з нижньої мантії. Поряд з цим, вони виносяться до поверхні Землі в результаті вибухових процесів, що супроводжують формування кімберлітових трубок, 15-20% яких містить алмаз.
Алмази зустрічаються також у метаморфічних комплексах надвисоких тисків. Вони асоціюють з еклогітами та глибокометаморфізованими гранатовими гнейсами. Дрібні алмази у значних кількостях виявлені у метеоритах. Вони мають дуже давнє, соняшникове походження. Також вони утворюються в курупних астроблемах - гігантських метеоритних кратерах, де переплавлені породи містять значну кількість дрібнокристалічного алмазу. Відомим родовищем такого типу є Попігайська астроблема на півночі Сибіру.
Алмази рідкісний, але водночас досить поширений мінерал. Промислові родовища алмазів відомі на всіх континентах, крім Антарктиди. Відомо кілька видів родовищ алмазів. Вже кілька тисяч років алмази видобувались із розсипних родовищ. Тільки до кінця XIX століття, коли вперше було відкрито алмазоносну кімберлітову трубку, стало зрозуміло, що алмази неутворюються у річкових відкладах.
Крім цього, алмази були знайдені в корових породах в асоціаціях метаморфізму надвисоких тисків, наприклад, у Кокчетавському масиві в Казахстані.
І імпактні та метаморфічні алмази іноді утворюють дуже масштабні родовища, з великими запасами та високою концентрацією. Але у цих типах родовищ алмази настільки дрібні, що немає промислової цінності.
Промислові родовища алмазів пов'язані з кімберлітовими та лампроїтовими трубками, присвяченими древнім кратонам. Основні родовища цього відомі в Африці, Укаїни, Австралії та Канаді.
Застосування
Хороші кристали піддаються ограновуванні та використовуються в ювелірній справі. Ювелірними вважаються близько 15% алмазів, що добуваються, ще 45% вважаються навколоювелірними, тобто. поступаються ювелірним за розміром, кольором чи чистотою. В даний час загальносвітовий обсяг видобутку алмазів складає близько 130 мільйонів карат на рік.Діамант(від франц. brillante - блискучий), - алмаз, якому за допомогою механічної обробки (огранювання) надано спеціальну форму, т. зв. діамантове огранювання, що максимально розкриває такі оптичні властивості каменю, як блиск і колірна дисперсія. Зовсім дрібні алмази та уламки, непридатні для огранювання, йдуть як абразив для виготовлення алмазного інструменту, необхідного для обробки твердих матеріалів та огранювання самих алмазів. Скритокристалічний різновид алмазу чорного або темно-сірого кольору, що утворює щільні або пористі агрегати, носить назвуКарбонадо, має більш високий опір стирання, ніж у кристалів алмазу і завдяки цьому особливо цінується в промисловості.
Дрібні кристали також у великих кількостях вирощуються штучним шляхом. Синтетичніалмази отримують з різних углеродсодержащих речовин, гол. обр. з графіту, у спец. апаратах при 1200-1600 ° С та тисках 4,5-8,0 ГПа в присутності Fe, Co, Сr, Мn або їх сплавів. Вони придатні до використання лише з технічних цілях.