Kim cương đã làm say đắm ánh nhìn và tâm hồn từ xa xưa, trở thành biểu tượng của sự sang trọng và địa vị. Tuy nhiên, hiếm ai nghĩ tới nguồn gốc của những loại khoáng chất độc đáo này. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét các khía cạnh chính liên quan đến nguồn gốc của chúng trong tự nhiên.
Sự hình thành kim cương là một quá trình phức tạp và kéo dài nhiều năm bao gồm một số giai đoạn hóa học và vật lý. Nó có thể xảy ra cả trong điều kiện tự nhiên và được mô phỏng nhân tạo.
Các phần tử cơ bản trong cấu trúc
Làm thế nào kim cương được hình thành trong tự nhiên là một câu hỏi đòi hỏi sự hiểu biết từ quan điểm thành phần hóa học. Nguyên tố chính của kim cương là cacbon. Cấu trúc của kim cương là một mạng tứ diện trong đó các nguyên tử cacbon được nối với nhau bằng liên kết cộng hóa trị.
- Sự phân bố cụ thể của các nguyên tử mang lại những đặc tính độc đáo: độ cứng, độ trong suốt và độ bóng cao;
- Độ tinh khiết của kim cương phụ thuộc vào tạp chất và khuyết tật trong mạng tinh thể.
Thành phần hóa học và cấu trúc phân tử
Một viên kim cương đến từ đâu? Kim cương là một dạng cacbon đẳng hướng, có liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử tạo thành mạng tinh thể tứ diện. Cấu trúc độc đáo này mang lại cho khoáng chất những đặc tính cơ học vượt trội, chẳng hạn như độ cứng cao và khả năng chống mài mòn.
- Hàm lượng cacbon: 99,95%.
- Mật độ riêng: 3,50-3,53 g/cm³.
- Độ cứng trên thang Mohs: 10.
Tính chất vật lý và cơ học
Để hiểu được sự hình thành của kim cương, cần phải làm quen với các đặc tính vật lý của chúng.
- Khúc xạ ánh sáng: 2,42.
- Độ dẫn nhiệt: 900-2320 W/(m·K).
- Khả năng nén: 0,000011 GPa⁻¹.
Các thông số đánh giá và phân loại
Chất lượng của một viên kim cương được đánh giá bằng bốn thông số chính, được gọi là “bốn chữ C”: Carat, Độ trong, Màu sắc và Kiểu cắt.
- Carat xác định khối lượng của một viên kim cương và là đơn vị giá trị cơ bản.
- Độ trong được đánh giá dựa trên sự hiện diện của tạp chất hoặc khuyết tật trong cấu trúc của viên kim cương.
- Màu sắc có thể thay đổi từ độ trong suốt tuyệt đối đến màu hơi vàng và nâu.
- Vết cắt quyết định chất lượng xử lý đá và khả năng phản chiếu ánh sáng của đá.
Nguồn và địa điểm khai thác
Kim cương xuất hiện như thế nào trong tự nhiên và chúng có thể được tìm thấy ở đâu? Các khu vực khai thác kim cương chính là Nga, Botswana, Canada và Úc. Các nguồn sau đây được xác định:
- ống kimberlite: nguồn sản xuất phổ biến nhất;
- trầm tích biển: kim cương có thể được tìm thấy trong cát và sỏi biển;
- Nguồn thứ cấp: Kim cương có thể được chiết xuất từ trầm tích sông hoặc đất.
Hiểu các đặc tính kỹ thuật của kim cương là rất quan trọng để đánh giá chất lượng, giá trị và cách sử dụng của chúng trong nhiều ngành công nghiệp, từ đồ trang sức đến các ứng dụng công nghiệp.Nghiên cứu khoa học về các thông số này cũng cung cấp dữ liệu có giá trị về nguồn gốc của kim cương trong tự nhiên, có thể hữu ích cho các nhà địa chất và nhà khoáng vật học trong nghiên cứu của họ.
Độ sâu của trái đất là nguồn của cải
Một trong những khía cạnh thú vị nhất là nơi kim cương được hình thành. Sự hình thành của loại đá này đòi hỏi những điều kiện khắc nghiệt, có thể tìm thấy ở độ sâu từ 150 đến 200 km dưới lớp vỏ trái đất. Ở đó, ở nhiệt độ từ 900 đến 1.300 độ C và áp suất vài chục gigapascal, kim cương kết tinh từ carbon. Quá trình này được gọi là quá trình hình thành kim cương và có thể mất từ vài triệu đến một tỷ năm. Kim cương nổi lên bề mặt Trái đất trong các vụ phun trào núi lửa, đôi khi được bảo quản trong các ống kimberlite hoặc đá lamproite.
Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng khoáng sản
Làm thế nào kim cương được hình thành ở cấp độ vi mô phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Ví dụ, tốc độ làm nguội, loại nguồn carbon và sự hiện diện của tạp chất có thể ảnh hưởng đáng kể đến tính chất của kim cương.
- Quá trình làm mát diễn ra càng nhanh thì khả năng xuất hiện tạp chất càng ít.
- Nguồn carbon có thể là hữu cơ (từ thực vật và sinh vật phù du) hoặc vô cơ (từ lớp phủ Trái đất).
- Sự hiện diện của tạp chất và các nguyên tố phóng xạ có thể làm thay đổi màu sắc và độ sáng của đá.
Đồ trang sức kim cương nổi tiếng nhất
Một trong những viên kim cương nổi tiếng nhất là Vương miện Đế quốc Anh, trong đó có viên kim cương Cullinan nổi tiếng. Viên kim cương này ban đầu nặng 3.106 carat và được chia thành nhiều mảnh lớn, trong đó lớn nhất là "Ngôi sao châu Phi" hay Cullinan I, nặng 530,2 carat.
Đồ trang sức kim cương thú vị khác:
- Một món đồ trang sức nổi tiếng khác là vương trượng của Đế quốc Nga, được trang trí bằng viên kim cương Orlov, nặng 189,62 carat.
- Chiếc vòng cổ Tiffany nổi tiếng với viên kim cương Tiffany màu vàng 128,54 carat được coi là một trong những món trang sức đắt và hiếm nhất. Viên kim cương này được phát hiện ở Nam Phi và được Tiffany & Co mua vào năm 1878.
- Viên kim cương Hope là một trong những viên kim cương xanh nổi tiếng nhất thế giới, nặng 45,52 carat. Viên kim cương này nổi tiếng không chỉ vì màu sắc độc đáo mà còn vì những huyền thoại về lời nguyền được cho là đi kèm với nó.
- Viên kim cương Kohinoor (Núi ánh sáng) nặng 105,6 carat và được coi là một trong những viên kim cương lớn nhất thế giới. Hiện đang tô điểm cho vương miện của Nữ hoàng Anh.
- Viên kim cương Regent nặng 140,64 carat, viên kim cương này tô điểm cho vương miện của Pháp và được lưu giữ tại bảo tàng Louvre.
Kết quả của hành trình từ áo choàng đến trang sức
Nguồn gốc của khoáng vật kim cương bao gồm một số giai đoạn - từ quá trình kết tinh ở độ sâu khổng lồ cho đến sự nổi lên bề mặt và quá trình cắt tiếp theo. Hiểu được quá trình này không chỉ thú vị mà còn cần thiết để đánh giá chất lượng và giá trị của một viên đá trang sức.
Giờ đây, khi biết kim cương đến từ đâu, chúng ta có thể tự tin nói rằng mỗi viên kim cương không chỉ là một viên đá mà còn là kết quả độc nhất của một quá trình trị giá hàng triệu, và đôi khi trị giá hàng tỷ đô la, có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo.
0
