انواع الصخور التي تحتوي على الالماس
يمكن أن تساعد دراسة أنواع الصخور والمعادن في التعرف على الأرض؛ حيث إن الصخور تتكون من معادن أو أكثر؛ وقد يحتوي المعدن على عنصر كيميائي واحد أو أكثر.
يُعتَقَدُ أن الأرض تحتوي على حوالي 4000 نوعًا مختلفًا من المعادن، ويُعتَبرُ الماس الأكثر صلابةً بين المعادن الموجودة على سطح الأرض، ويُعَدّ الماس صعبًا للغاية حتى يمكن قطعه بواسطة ماسة أخرى.
في اي صخور يتواجد الالماس
- يتم إخراج الماس إلى السطح من الوشاح في نوع نادر من الصهارة يسمى كيمبرلايت وينفجر عند نوع نادر من الفتحات البركانية يسمى دياتريم .
- الكيمبرلايت هي صخور نارية فائقة الماف مشبعة بالغازات، تحتوي على معادن مثل الزبرجد الزيتوني والفلوجوبايت والديوبسيد والسربنتين والكالسيت، وتحتوي على كميات صغيرة من المعادن مثل الأباتايت والمغنتيت والكروميت والعقيق والماس وغيرها من معادن الوشاح العلوي.
- تم العثور على xenoliths في القشرة العلوية لبعض الكمبرلايت وهي تقدم دلائل على أصل الصهارة.
- يُقدر عمق مصدر صهارة الكمبرلايت بـ 200 كيلومتر، أي أكثر من ضعف عمق مصدر معظم الصهارة؛ حيث يكون الضغط أكبر بـ 60 ألف مرة من سطح الأرض، ودرجة الحرارة حوالي 1500 درجة مئوية.
- تحتوي صهارة كيمبرلايت على كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون والماء، مما يؤدي إلى صهرها بسرعة وعنف عند الوصول إلى السطح، وتتكون معظم صهارة كيمبرلايت على شكل أحداث تدخلية متعددة.
- تم اسمها بـ Kimberlite نسبة إلى الصخرة المرتبطة بالألماس في كيمبرلي، جنوب إفريقيا.
- يتشكل معظم الماس في الروافد العليا من الوشاح، ولكن بعضه يأتي من أعماق أكبر. تتشكل هذه الماسات، المعروفة باسم الماسات شبه الليثوسفيرية، في جزء من الوشاح يدور ببطء في تيارات الحمل الحراري.
- يشكل الوشاح السفلي غالبية حجم الأرض، ومع ذلك فهو غير مفهوم بشكل جيد، ففي هذه العمق، تكون المعادن الغريبة فقط مستقرة، وتوجد آثارها على شكل شوائب صغيرة داخل الماس.
يمكن رؤية هذه المواد فقط في المختبر، حيث يتم استخدام “السندان” لضغط عينات صغيرة بضغوط هائلة، وتتميز المواد المصنوعة من هذا النوع بقوتها العالية وشفافيتها التي تسمح بملاحظتها وإطلاق الليزر من خلالها لتسخين العينات.
استخراج الماس من الصخور
عند البحث عن اجابة للتساؤل: أين يوجد الماس؟ يتواجد الماس، أقوى المعادن على وجه الأرض، في أعماق سطح الأرض. لتكوين الماس، يجب أن يتوفر أربعة عناصر محددة؛ يجب أن يكون الكربون موجودا، ثم يجب أن يتعرض الكربون للضغط والحرارة مع مرور الوقت؛ يجب أن تصل درجة الحرارة على الأقل إلى 752 درجة فهرنهايت، ويجب ألا يقل الضغط عن 434113 رطل لكل بوصة مربعة.
أفضل عمق لتكوين الماس هو حوالي 100 ميل تحت وشاح الأرض. في مرحلة ما ، حركت الانفجارات البركانية الماس في هذه الأعماق القصوى بحيث كان من السهل العثور عليها، إذا عثرت على ماسة في التراب ، فلن تبدو مشرقة ولامعة، فقط بعد القطع والتلميع يبدو الماس لامعًا ومتألقًا؛ الماس هو أصعب المعادن التي تحدث بشكل طبيعي ، ويتصدر مقياس موس للصلابة بقيمة صلابة نسبية تبلغ 10.
الفرق بين الالماس والجرافيت
الماس والجرافيت عنصران مختلفان، رغم أنهما يشتركان في نفس الكيمياء C (الكربون الأولي)، إلا أن لكلٍّ منهما هياكل وخصائص مختلفة جدًا؛ فالماس صلب والجرافيت ناعم، والماس عازل كهربائيًا بينما الجرافيت موصل جيد للكهرباء.
الألماس هو المادة النهائية للكشط (وأهم استخداماته)، والجرافيت هو مادة تشحيم ممتازة للغاية؛ الألماس شفاف والجرافيت غير شفاف؛ ويتبلور الألماس في نظام قياسي متساوٍ ، ويتبلور الجرافيت في النظام السداسي، ومع ذلك ، يعتبر الجرافيت هو الشكل المستقر للكربون عند درجات الحرارة والضغط السطحي.
في الواقع، تخضع جميع الماسات الموجودة على سطح الأرض أو بالقرب منها حاليًا لعملية تحول إلى الجرافيت، على الرغم من أن هذا التفاعل بطيء للغاية.
خصائص الالماس
- يتميز الماس بالشفافية على مجموعة أطوال موجية أكبر من أي مادة أخرى، من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء البعيدة.
- يتمتع الماس بالقدرة على توصيل الحرارة بشكل أفضل من أي مادة أخرى، حيث يتفوق على العنصر التالي الأفضل، الفضة، بخمس مرات.
- الماس يصهر عند أعلى درجة حرارة من أي مادة أخرى (3820 درجة كلفن).
- تتكتل جزيئات الماس معًا بشكلٍ أكثر قربًا من أي مادة أخرى.
- يتكون الماس فقط تحت ضغوط عالية، وتم العثور عليه في الكمبرلايت، وهو صخرة بركانية تشكلت فوق قاعدة في أعماق قشرة الأرض، ولا يتم تشكيل الماس إلا في أعماق تزيد عن 150 كيلومترًا حيث يتم الوصول إلى الضغوو القصوى اللازمة لتشكيل الماس.
التركيب الكيميائي للالماس
- صلابة C – 10
- الثقل النوعي 3.5؛ والشفافية من شفاف إلى شفاف في بلورات خشنة
- يتميز اللون بالتغير، حيث يميل إلى اللون الأصفر الباهت والبني والرمادي، وأيضًا الأبيض والأزرق والأسود والأحمر والأخضر ويحتوي على خطوط عديمة اللون، ويتميز ببريق أبيض يميل إلى اللون الدهني
- التشقق/الكسر – مثالية في 4 اتجاهات، تتكون من ثمانية سطوح/عادة متعلقة بالبلورات/نمط حدوث – موشوري (أشكال متساوية القياس مثل المكعبات وثمانية الأوجه).
حقائق عن الالماس
- تم استخراج الماس لأول مرة في الهند منذ 3000 إلى 6000 سنة.
- يأتي اسم `الماس` من كلمة يونانية تعني `غير قابل للكسر`. وكلمة أخرى من نفس الجذر هي `عناد`، وتعني إما صعوبة لا يمكن تصورها أو عناد تام في الموقف أو الرأي.
- تتألف الماس من بلورة مكعبة من الكربون النقي – وهي نفس المادة المستخدمة في صنع الفحم أو الرصاص (الجرافيت الحقيقي) في أقلام الرصاص.
- نظرًا لأن الماس مصنوع من الكربون، فإن حرقه بالحرارة والأكسجين يؤدي إلى إنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون، وقد أوضح الكيميائي أنطوان لافوازييه هذا الأمر لأول مرة في عام 1772، حيث استخدم العدسات لتركيز حرارة الشمس على سطح ماسي حتى بدأ التبخر.
- من الممكن أن يعطي ذرة واحدة من بين مليون ذرة الماس لونًا مميزًا، إذا كانت الذرات الشاردة من البورون فسيكون الماس ملونًا باللون الأزرق، وإذا كانت الذرات الشاردة نيتروجين فسيكون الماس ملونًا باللون الأصفر الفاتح.
- تم بيع ماسة Cora sun-drop التي اكتشفت حديثًا وهي ماسة صفراء على شكل كمثرى تزن 110 قيراط في مزاد عام 2011 بمبلغ 10.9 مليون دولار.
- الماس هو ليس فقط المادة الأصعب طبيعياً، بل هو أيضاً أفضل موصل حراري، مما يعني أنه ينقل الحرارة بشكل أفضل من أي معدن آخر.
- كل عام يتم استخراج 33000 كيلوغرام من الألماس، بينما يتم إنتاج 110000 كيلوغرام من الألماس الاصطناعي. فقط 20 في المائة من الألماس المستخرج يكون كبيرا ونقيا بما فيه الكفاية ليصبح حجرا كريما.
- قطع الماس لصنع جوهرة يقلل حوالي نصف وزن الماس الأصلي.
- تم إنشاء معظم الماس الأرضي في ضغط وحرارة الوشاح على بعد حوالي 100 ميل تحت قشرة الأرض، منذ 1 إلى 3 بلايين سنة، ويظهر الماس على السطح في أحداث بركانية حيث ترتفع الصهارة عبر القشرة.
- تنشأ بعض أحجار الماس على الأرض نتيجة تأثير الكويكبات؛ حيث يتم إنتاج ماس دقيق أو نانوي من تحويل الكربون في الصخور إلى ماس بسبب الحرارة والضغط الناتجين عن اصطدام الكويكب بالأرض.
- تتواجد بعض النجوم في مجرتنا، ولا سيما النجوم القزمة البيضاء، التي تحتوي على الماس في قلوبها.
- على الرغم من إمكانية صناعة الماس الاصطناعي في ظل ظروف حرارة وضغط شديد ، إلا أن معظم الماس الصناعي يتم تصنيعه الآن من خلال عملية تسمى ترسيب البخار الكيميائي؛ ويُسمح لمركباتالكربون الغازية الساخنة جدًا بترسيب ذرات الكربون تدريجيًا على سطح طبقة سفلية.
- على الرغم من أن الماس النقي يعمل كعازل كهربائي ممتاز، إلا أن الماس الذي يحتوي على عدد قليل من ذرات النيتروجين أو البورون يمكن أن يعمل كأشباه موصلات. وهناك اهتمام كبير بتطوير الماس كجيل جديد من رقائق الكمبيوتر الدقيقة.
- أعلنت روسيا عن اكتشاف أكبر مخزون جيولوجي للماس تم العثور عليه على الإطلاق، حيث يقع مجال الماس داخل فوهة نيزكية ضخمة تم إنشاؤها قبل 35 مليون عام في سيبيريا. ويتم خلط هذا الماس بأشكال أخرى من الكربون، ويقول عالم روسي إنه قد يكون ضعف صلابة الماس المعتاد.
اكبر منتج للالماس
تعتبر أستراليا حاليًا أكبر منتج للماس في العالم، وتتميز معظم هذه الماسات بجودتها المنخفضة واستخدامها في الأغراض الصناعية، وتأتي معظم الماس من أنبوب أرجيل الماسي في شمال غرب أستراليا، ويتكون الأنبوب في أرجيل من لامبرويت وليس كيمبرلايت.
أنتج المنجم 27.8 مليون قيراط من الماس منخفض الدرجة في عامي 1993-1994.
بسبب زيادة معدل الإنتاج في منجم أرجايل، سيتم إنهاء عمليات التعدين في السنوات القليلة القادمة. ومناجم كيمبرلي في جنوب إفريقيا أنتجت أكثر من 200 مليون قيراط من الألماس منذ السبعينيات من القرن التاسع عشر، ونحو نصف الألماس في جنوب إفريقيا من الصنف الأكثر قيمة.
اهمية دراسة الصخور
يمكن أن تتيح الصخور دلائل ممتازة للناس حول تاريخ الأرض، ولذلك يجب معرفة مصدر الصخور؛ فالصخور هي سجلات يمكنها أن تزود العلماء بمعلومات مهمة حول شكل الأرض وتكون الغلاف الجوي منذ فترة طويلة؛ وعندما يتم فهم تاريخ الأرض من قبل العلماء، يمكنهم فهم كيفية تطور الكوكب ولماذا أصبح على شكله الحالي؛ ويمكن للعلماء أيضا محاولة التنبؤ بما قد يحدث للأرض في المستقبل.
تتكون الصخور في ظروف محددة، وبالتالي، عندما يجد العلماء صخورًا محددة في مواقع معينة، يمكنهم تخمين الظروف البيئية التي يجب توفرها لتكوين هذه الصخور في هذه المواقع.
لا يستطيع علماء الجيولوجيا تحديد ما إذا كان الماس موجودًا إلى الأبد ، لكن يمكنهم القول إن بعضًا منها يبلغ بالفعل مليارات السنين؛ تتشكل في مكان لن نصل إليه أبدًا: عمق الأرض ؛ مئات الكيلومترات تحت أقدامنا؛ يخبرنا الماس كثيرًا عن هذا العالم الخفي وكيف يرتبط بالسطح – والحياة – بطرق مدهشة.
بالنسبة للجيولوجيين، الصخور هي مادة طبيعية تتكون من بلورات صلبة من معادن مختلفة تم اندماجها معا في كتلة صلبة، فمثلا هناك أنواع من الصخور تحتوي على الذهب، وقد تكون المعادن قد تكونت في نفس الوقت أو لا، ولكن المهم أن العمليات الطبيعية قد ألصقتها جميعا معا.
تعريف المعادن وخصائصها
يوجد لدى الجيولوجيين تعريف خاص للمعادن؛ حتى يتم تسمية المادة بأنها معدن، يجب أن تتوافق مع خمسة قواعد علمية مختلفة: أن تحدث المعادن بشكل طبيعي وأن تكون غير عضوية، فالأشياء التي تحدث بشكل طبيعي هي أشياء لم يصنعها البشر.
الأشياء غير العضوية هي الأشياء التي لم تصنعها الكائنات الحية، على سبيل المثال، الخشب هو طبيعي ولكنه يأتي من الأشجار، وهذا يعني أن الخشب ليس معدنًا.
تتميز المعادن بتركيبة كيميائية محددة، وهي مواد صلبة، وتعني التركيبة الكيميائية المحددة أن جميع تكرارات المعدن لها محتوى متغير فقط في نطاق محدود، والمواد الصلبة ليست غازية أو سائلة عند درجات الحرارة والضغطالنموذجيين.
تتميز المعادن بوجود هيكل داخلي منظم، حيث تتم ترتيب الذرات الموجودة في المعدن بنمط محدد ومتكرر، وتتكون الأشياء التي نراها ونلمسها من حولنا من مزيج من المعادن، ويستخدم الناس عددًا كبيرًا من المعادن في حياتهم اليومية.