Ценность минералов определяется многими критериями, в том числе степенью их твердости. Чем тверже камень, тем выше он ценится.
Твердостью считается способность камня противостоять механическому воздействию. Под механическим воздействием подразумеваются различные действия: удары, царапания, трение, вдавливания и т.д.
Существуют два критерия оценивания прочности камней: абсолютный критерий и шкала Мооса (относительный).
Твердость драгоценных минералов оценивается по шкале Мооса. Под таким измерением подразумевается сравнение твердости нового минерала с уже существующими эталонными твердыми камнями. Для этой процедуры на камне намечают гладкую зону и проводят по ней острым углом эталонного камня, крепко придавливая его при этом.
Если в испытуемой зоне камня не остаются царапины, берут более твердый камень и царапают им и т.д. Делают это до того момента, пока на камне не образуется царапина. Сравнивая ее с эталонными камнями, твердость которых уже известна, делают выводы.
Cамый твердый камень в мире
Самые твердые материалы на Земле
Самый прочный материал в мире, который тверже алмаза, – полимеризованный фуллерит. Этим материалом можно запросто поцарапать алмаз, с такой легкостью, будто это не драгоценный алмаз, а обычный пластик.
Данный материал представляет собой структурированный кристалл, узлы которого состоят из целых молекул, а не из маленьких атомов.
Лонсдейлит также считается крепким материалом. Это модификация аллотропного углерода, который по твердости близок к алмазу. Данный материал был извлечен из метеоритного кратера. Происхождение материала – графитное.
Третью позицию в рейтинге твердости прочно занимает вюртцитный нитрит бора. Высокую степень прочности данному материалу обеспечивает кристаллическая структура.
Наноструктурированный кубонит, или кингсонгит. Уникальные возможности данного материала обеспечили его частое использование в промышленности.
Нитрит углерода-бора занимает почетную пятую позицию в нашем рейтинге. Главными компонентами данного материала являются атомы бора, а также углерода с азотом.
7 интересных фактов об алмазах
- Алмазы образуются в земной мантии на глубинах порядка пары сотен километров. Там огромное давление и там очень жарко. Если алмаз нагреть до такой температуры на поверхности, то он сгорит. Ведь это совершенно такой-же углерод, как и в печке, просто атомы расположены по‑другому. А в земной мантии свободного кислорода нет, вот алмазы и не сгорают.
- Углерод, из которого состоят алмазы, вроде бы не должен находиться на таких глубинах. Это легкий элемент, он распространен в земной коре, а глубже залегает то, что, за миллиарды лет после формирования планеты, успело «утонуть» в ее недрах. Видимо, дело в субдукции. Океаническая кора, состоящая в основном из базальтов, формируется в середине океанов, в зонах срединно-океанических хребтов.
Оттуда она «раздвигается» в противоположные стороны. Упирающийся в материк край коры подгибается под него и постепенно тонет в мантийном веществе. Вместе с осадочными породами, в которых много углерода. Этот процесс идет со скоростью порядка сантиметров в год, но непрерывно.
- Ценимые ювелирами и их покупателями голубые алмазы — это почти обычный алмаз, окрашенный небольшой примесью бора. Бор еще легче углерода и его наличие на больших глубинах еще менее вероятно. По всей видимости, он попадает туда так же, но в меньших количествах. Формируются голубые алмазы на рекордной глубине — 600−700 километров. Поэтому на поверхности они очень редки — около 0.02% мировой добычи.
- При кристаллизации алмаза внутри него иногда оказываются окружавшие его в этот момент вещества. Это беда для ювелира и счастье для геолога. Дело в том, что кристаллическая решетка алмаза из-за своей прочности может удержать захваченные минералы при том же давлении, при котором они находились в момент формирования нашего «камешка».
А это существенно, поскольку многие вещества по мере изменения давления переходят из одного состояния в другое. Скажем, стабильный при шести и более гектопаскалях стишовит при снижении давления превращается в коэсит, а при достижении поверхности — в хорошо знакомый нам кварц. Его химическая формула при этом, конечно, не меняется — это диоксид кремния, SiO2. Кроме того по давлению во включениях можно точно определить глубину формирования алмаза.
Обзор самых твердых горных пород
Самый твердый камень в мире – гранит, а пословица «твердый, как гранит» имеет не переносное, а прямое значение.
Кроме гранита, самые твердые горные породы – это сиенит и лабрадорит. Крепким камнем на Земле считается также черный габбро.
Эти породы намного тверже железа. Они появились на свете миллионы лет тому назад. Их появлению мы обязаны магме, которая в самых глубоких земных недрах постепенно застывала. Жидкие горные породы под воздействием высоких температур и атмосферного давления постепенно кристаллизовались.
Результатом таких природных процессов стали самые прочные камни на Земле. Этим камням свойственна полнокристаллическая структура зернистого характера. Такие породы имеют массивную заметную текстуру.
В пользу прочности гранита свидетельствует его возможность выдерживать почти 200 циклов замораживания и размораживания (будучи полностью погруженным в водное пространство). В то время как знакомый всем нам кирпич выдерживает всего лишь 15 таких циклов. А если ежегодно по граниту будут проходиться больше миллиона человек, то износ породы составит всего лишь 0,12 мм.
Все глубинные прочные породы очень схожи между собой. И очень часто только настоящий профессионал сможет отличить мелкозернистый гранит от габбро.
С черным гранитом также очень схож лабрадорит.
Причины схожести вышеперечисленных пород – одинаковые составные компоненты. Таковыми являются цветные минералы, слюда, а также кварц и шпаты. Твердые породы отличаются между собой только пропорциями содержания составных компонентов.
Прочный гранит имеет разновидности. Самым ценным является карельский гранит черного окраса. На просторах нашей необъятной страны есть месторождения коричнево-красных, а также серых и даже белых разновидностей гранита. В Испании есть даже розовый и зеленоватый гранит.
Кроме вышеперечисленных твердых пород, существуют также вулканические, которые отличаются особой прочностью. Это базальты и диабазы, липариты и порфиры, а также трахиты. По своим составным компонентам они совсем не отличаются от глубинных твердых пород.
Но образовались они другим путем. Такие материалы являются результатом деятельности вулканов. Такие материалы используются в отделочных работах, так как, кроме высокой степени твердости, они отличаются еще и привлекательным внешним видом.
Источник: vseprokamni.ru
Самый прочный камень в природе. Свойства, применение, добыча, интересные факты о минерале
Необычные природные объекты привлекали людей с давних пор. Проходили века, и человек стал не только заботиться о хлебе насущном, но и научился наблюдать природу, анализировать явления в ней происходящие, и оценивать их влияние на свое существование. Любопытство толкало лучших представителей рода человеческого на выдающиеся, порой даже несколько авантюрные поступки. Именно оно обусловило появление на земле зачатков различных естественных наук в глубокой древности. Как раз в те незапамятные времена и берет свое начало наука о камнях – минералогия.
Человеческая страсть к собиранию различных интересных камней была известна давно, тем более что некоторые из них (например, кремень или обсидиан) сыграли архиважную роль в деле развития человеческого общества. Овладение процессами обработки камня позволило людям подняться на более высокую ступень развития и усовершенствовать необходимые навыки.
Минералогия, оформившаяся как отдельная наука в XVIII веке, оказалась наукой с такими громадными объемами информации и знаний, что через некоторое время из нее выделились направления, ставшие впоследствии самостоятельными отраслями.
Самый прочный камень – это…
Природой создано огромное количество различных минералов. Одни из них настолько мягкие, что крошатся в руках. А вот другие не деформируются даже от самого сильного удара. Какой камень самый прочный в природе? Давайте разбираться.
Если говорить исключительно о минералах, то ответ очевиден – это алмаз. Данное природное образование является одной из форм чистого углерода, которая образуется в недрах Земли на значительных глубинах. Минерал находится на вершине шкалы Мооса с абсолютной твердостью в 1600 единиц. Кроме того, алмаз обладает еще и таким качеством, как метастабильность (то есть, способностью существовать неограниченно долгий период времени при нормальных условиях среды).
Стоит отметить, что под словом «камень» может подразумеваться еще и такое понятие, как горная порода (агрегат из одного или нескольких видов минералов). Определить абсолютного рекордсмена по твердости среди горных пород не так просто. Чаще всего в список самых прочных камней попадают следующие породы:
Однако далее в нашей статье мы уделим особое внимание именно алмазу – самому прочному камню среди минеральных образований.
Самые твердые материалы на Земле
Самый прочный материал в мире, который тверже алмаза, – полимеризованный фуллерит. Этим материалом можно запросто поцарапать алмаз, с такой легкостью, будто это не драгоценный алмаз, а обычный пластик.
Данный материал представляет собой структурированный кристалл, узлы которого состоят из целых молекул, а не из маленьких атомов.
Лонсдейлит также считается крепким материалом. Это модификация аллотропного углерода, который по твердости близок к алмазу. Данный материал был извлечен из метеоритного кратера. Происхождение материала – графитное.
Третью позицию в рейтинге твердости прочно занимает вюртцитный нитрит бора. Высокую степень прочности данному материалу обеспечивает кристаллическая структура.
Наноструктурированный кубонит, или кингсонгит. Уникальные возможности данного материала обеспечили его частое использование в промышленности.
Нитрит углерода-бора занимает почетную пятую позицию в нашем рейтинге. Главными компонентами данного материала являются атомы бора, а также углерода с азотом.
Минерал алмаз: основные свойства
Итак, самый дорогой, самый желанный, самый красивый и самый прочный камень на Земле – это алмаз. И с этим сложно поспорить. Впрочем, само название этого минерала более чем красноречиво. Слово «алмаз» в переводе с древнегреческого языка означает «несокрушимый».
Первые исторические свидетельства о прозрачном камне невиданной прочности пришли к нам из Древней Индии и Китая. При этом индусы называли его фарий. А вот китайцы еще в третьем тысячелетии до нашей эры применяли алмазы для шлифовки своих церемониальных топоров, изготовленных из корунда.
Какими же физико-механическими свойствами обладает самый прочный камень в мире? Давайте перечислим самые основные из них:
- Блеск: алмазный.
- Цвет черты: нет.
- Твердость: 10 (по шкале Мооса).
- Плотность: 3,47-3,55 г/см3.
- Излом: раковистый до занозистого.
- Сингония: кубическая.
- Теплопроводность: 900-2300 Вт/(м·К) (очень высокая).
Наиболее распространенная окраска алмазов – желтая или бесцветная. Реже всего в природе встречаются минералы зеленого, синего, красного или черного цвета. Еще одно важное свойство всех алмазов – это способность к люминесценции. Под воздействие солнечного света они начинают светиться и переливаться различными цветами и оттенками.
Фото и внешний вид
В основном, гелиотропы имеют зеленый цвет. Реже встречаются зеленоватые с синим оттенком.
Отличительной чертой самоцвета называют наличие красных пятен на поверхности. Расположены они беспорядочно и имеют разную форму.
По классам камни не разделяют. Выделяют только разновидность, которая получила название «каменная плазма». Для нее характерна однородная, плотная структура с желтыми вкраплениями. Зеленый оттенок присутствует на всех видах кровавой яшмы. Такой цвет ей обеспечивает входящий в состав селадонит.
Главные месторождения алмазов
Алмазы образуются на глубине 80-150 километров под воздействием колоссального давления и температуры. Затем благодаря вулканической деятельности они поднимаются ближе к поверхности нашей планеты, образуя при этом вертикальные месторождения – кимберлитовые трубки. Вот так, например, выглядит горловина такой трубки в Якутии (алмазный карьер «Мир»):
Помимо этого, некоторые алмазы могут иметь и метеоритное происхождение. Такие минералы образуются при контакте космического тела с поверхностью Земли. Так, «внеземные алмазы» были обнаружены в Большом Каньоне в США.
Так уж сложилось, что самые богатые залежи алмазов на Земле сосредоточены в недрах Африки. Именно здесь базируется крупнейшая по добыче ценного минерала компания в мире – De Beers. Алмазы сегодня активно добываются в ЮАР, Анголе, Ботсване, Намибии, Танзании, России, Канаде, Австралии. Лидером российской алмазной промышленности является .
Сколько стоит натуральный кровавик
Полудрагоценные гелиотропы сами по себе недороги. На стоимость изделий из кровавой яшмы влияют сразу несколько факторов:
- Количество использованных минералов.
- Необычность окраса.
- Ювелирность огранки.
- Добавочный материал, который был использован для огранки.
Гелиотропы, купленные по отдельности, стоят:
- От 50 руб./шт. за обработанный камень величиной 1,5–2 см;
- 2–2,5 см стоят уже немного выше – от 70 руб./шт.;
- 2,5–3 см – 110 руб./шт. и т.д.
Украшения могут стоить от 100–150 до нескольких тысяч рублей.
Интересно. Ювелирные украшения с гелиотропом от всемирно известных брендов могут достигать цены в несколько тысяч долларов.
Гелиотроп является полудрагоценным камнем, цена его невысока, приобрести минерал может и не очень обеспеченный человек.
Стоимость камня — от 100 рублей до нескольких тысяч в зависимости от размера экземпляра.
Примеры цен в российских интернет-магазинах:
- галтовка (1,5 х 2 см) — 50 руб.>;
- кулон — 150 руб.>;
- подвеска круглая с отверстием — 170 руб.>;
- кулон — 290 руб.>;
- кабошон (54 х 25 х 6 мм) — 350 руб.>;
- браслет (19 см; диаметр бусин 12 см) — 990 руб.
Применение алмазов в промышленности
Не стоит думать, что алмазы используют исключительно в ювелирном деле. Самый твердый камень нашел широкое применение также в промышленности. В частности, из него производят сверхпрочные сверла, ножи, резцы и прочие изделия. Алмазный порошок (по сути, отходы, получаемые при обработке природных алмазов) применяется как абразив при производстве точильных дисков и кругов.
Используют алмазы также в ядерной энергетике и квантовой электронике. Еще одна крайне перспективная сфера в наши дни – микроэлектроника на алмазных подложках.
Происхождение
Камень почитали еще с древности в Греции и Риме. Он считался отличным талисманом, перед ним преклонялись правители разных времен и религий. Из зеленого камня с включениями красных минералов вырезаны драгоценные гелиотропы: они по сей день хранятся в Эрмитаже.
До 17 века гелиотроп редко встречался на территории Московского государства. Торговцы и путешественники доставляли его из восточных стран. Самое близкое нахождение минерала есть в Узбекистане, в Бухарской области.
Гексагональный алмаз
Еще десять лет назад алмаз можно было считать самым твердым материалом на Земле. Но в 2009 году группа ученых из Китая и США сумела доказать ложность такого утверждения. По их убеждению, самым прочным веществом в мире является искусственный материал под названием лонсдейлит (или гексагональный алмаз).
При помощи метода компьютерного моделирования ученым удалось установить, что данный материал на 58% прочнее, нежели алмаз. И если последний разрушается при давлении в 97 гигапаскалей, то лонсдейлит способен выдерживать нагрузки в 152 гигапаскалей.
Однако гексагональный алмаз существует пока только лишь в теории. Впрочем, ученые сомневаются, что новый материал когда-либо будет применяться на практике. Ведь процесс его получения является чрезвычайно сложным и дорогостоящим.
Галенит – токсичная симметрия
Месторождения галенита легко распознать – они состоят из россыпей небольших поблёскивающих кубиков, каждая грань которых чётко очерчена и пропорциональна другим. А стальной, серебристый либо голубоватый оттенок минерала сразу же привлекает взгляд своим сверканием и блеском. При взгляде на эти кристаллы в голове возникают ассоциации со стилем «хай-тек», дальним космосом и авангардными статуями. Кажется невероятным, что природа смогла создать настолько симметричное и соразмерное творение!
Но красота – не единственное достоинство галенита. Долгое время он был единственным источником свинца, и из-за этого второе название минерала – свинцовый блеск. Чтобы получить этот тяжёлый металл, куски камня просто кидали в костёр. Этот способ был известен ещё грекам, финикийцам и римлянам.
А если по кристаллу ударить молотком, большой осколок разлетится на множество маленьких, сохраняя при этом кубическую структуру. Подобные свойства привлекают любопытных зрителей, желающих изучить чудесный камушек… но необыкновенная игрушка может быть и очень опасной.
Известно, что люди, контактировавшие с галенитом, часто страдают от заболеваний лёгких – от одышки до силикоза. Последняя болезнь чаще всего поражает шахтёров, которые добывают свинцовую руду – пыль, поднимающаяся на рудниках, проникает в лёгкие, формируя на них узелки. Но даже простое прикосновение к минералу может повлечь за собой обострение астмы либо приступ кашля.
Колорадоит – отрава золотой лихорадки
Впервые этот минерал был найден в штате Колорадо (США) среди магматических пород, из-за чего он и получил такое название. Эта уникальная порода является теллуридом ртути, часто встречающимся рядом с месторождениями золота. Она даже внешне напоминает зернистую россыпь крошечных ртутных шариков, переливающихся чёрным и стальным цветами с радужным отливом.
Такие самородки часто принимали за золото в США и Австралии во время золотой лихорадки. Они и впрямь содержат небольшое количество драгоценного металла. Но опасность, исходящая от необычной породы, намного превышает возможную выгоду.
Если взять её в руки и согреть теплом человеческого тела, минерал начинает выделять смертельно опасный пар – попадание его частиц в лёгкие и пищеварительный тракт может стать причиной развития опухолей, язв и рубцов. Подобный эффект возникает, даже если просто поместить колорадоит под прямые солнечные лучи. Поэтому в жаркие дни любая деятельность, направленная на добывание данного камня, приостанавливается.
Стибнит – ядовитые стрелы
Стибнит (также известный как антимонит, или сурьмяный блеск) – необычный минерал, состоящий в основном из сульфида сурьмы. Также он может содержать незначительные примеси золота, серебра, меди и железа. Но ценится он не из-за этого – данная порода является основным источником сурьмы, использующейся в производстве полупроводников, оружия, пуль, спичек и красок. А в древности её применяли для изготовления сосудов и даже чернения бровей!
Выглядит этот камень очень красиво. Он напоминает пучок сверкающих стальных мечей – игольчатые и призматические кристаллы собраны в веерообразные сростки. Их поверхность окрашена в свинцово-серый тон и отливает сильным металлическим блеском. Самые большие месторождения минерала расположены в Японии – там находили осколки, достигающие в длину до 30 см – а также в Китае, Турции и Средней Азии.
Кто же обнаружил, что красивые камни ещё и очень ядовиты? Согласно преданию, это открытие совершил настоятель монастыря. Заметив, что свиньи жиреют от употребления в пищу сурьмы, он решил испытать её действие на монахах. Для этого аббат стал подмешивать в еду истолчённый стибнит – но все люди, отведавшие подобных яств, умирали в страшных муках.
А современные минерологи ни за что не станут даже прикасаться к самоцвету без специальной защиты. Содержащаяся в нём сурьма вызывает дерматит, ринит, пневмонии, гастрит, конъюнктивит и даже может стать причиной возникновения онкологических заболеваний.
Источник: 22-kamnya.ru