Введение

Карбонадо, обычно известный как чёрный алмаз, – одна из самых прочных форм природного алмаза. Это нечистая, высокоплотная, микропористая форма поликристаллического алмаза, состоящая из алмаза, графита и аморфного углерода, с незначительными кристаллическими включениями, заполняющими поры, и случайными включениями восстановленных металлов. Нитрид титана (TiN, осборнит) был обнаружен в карбонадо. Он встречается преимущественно в аллювиальных отложениях, особенно заметен в экваториальных регионах умеренной высоты, таких как Центральноафриканская Республика и Бразилия, где найдено подавляющее большинство образцов карбонадо. Его естественный цвет – чёрный или тёмно-серый, и он более пористый, чем другие алмазы.

Необычные свойства

Алмазы карбонадо обычно представляют собой пористые агрегаты размером с горошину или больше, состоящие из множества крошечных черных кристаллов. Наиболее характерные карбонадо добываются в Центральноафриканской Республике и в Бразилии, и ни в одном из этих мест они не связаны с кимберлитом – источником типичных драгоценных алмазов. Анализ изотопов свинца интерпретируется как свидетельство кристаллизации карбонадо около 3 миллиардов лет назад, однако карбонадо встречаются и в более молодых осадочных породах. Минеральные зерна, включенные в алмазы, тщательно изучались для выяснения их происхождения. Некоторые типичные алмазы содержат включения обычных мантийных минералов, таких как пироп и форстерит, но таких минералов в карбонадо не обнаружено. Напротив, некоторые карбонадо содержат аутигенные включения минералов, характерных для земной коры; эти включения не обязательно свидетельствуют о формировании алмазов в коре, поскольку, хотя видимые кристаллические включения встречаются в порах, типичных для карбонадо, они могли быть внедрены уже после образования карбонадо. Включения других минералов, редких или почти отсутствующих в земной коре, обнаруживаются как частично включенными в алмаз, а не только в порах: среди них минералы с содержанием Si, SiC и Fe-Ni. Отличительных минералов высокого давления, включая гексагональную полиморфную модификацию углерода – лонсдейлит, в виде включений в карбонадо не найдено, хотя такие включения можно было бы ожидать, если бы карбонадо образовались в результате удара метеорита, что, возможно, имеет отношение к гипотезе об излучении, упомянутой ниже.

Твердость против твердости

Поликристаллическая текстура карбонадо делает его более износостойким, чем монокристаллический алмаз. Он обладает той же твердостью, что и другие виды алмазов, но значительно более вязкий. Его поликристаллическая структура позволяет одной абразивной грануле представлять на режущей поверхности множество кристаллографических ориентаций алмазного кристалла, при этом наиболее твердая ориентация обеспечивает наиболее агрессивное резание. Режущие инструменты, изготовленные из карбонадо, служат дольше и требуют меньшего обслуживания. Карбонадо был признан абразивным материалом в 1800-х годах и ценился выше других разновидностей алмаза за его эффективность при резке и шлифовке. Основная проблема карбонадо – его редкость. Он встречается только в двух странах, а общий мировой объем производства составляет всего несколько тонн. В настоящее время карбонадо не является значимым товаром на рынке абразивов. В конце 1800-х годов, когда компания De Beers разрабатывала алмазные рудники в Южной Африке, она предпочитала карбонадо своим собственным алмазам для алмазного бурения. Генеральный директор De Beers Consolidated Mines, Ltd., Гарднер Ф. Уильямс, отмечал: «В рудниках Кимберли встречается круглая или дробовидная плитка, которая очень ценна для использования при алмазном бурении, поскольку бразильский карбонадо стал очень редким».

Гипотеза внеземного происхождения

Сторонники внеземного происхождения карбонадов, такие как Стивен Хаггерти, предполагают, что источником их материала была сверхновая, вспыхнувшая не менее 3,8 миллиардов лет назад. После объединения и дрейфа в космическом пространстве около полутора миллиардов лет, крупный массив упал на Землю в виде метеорита примерно 2,3 миллиарда лет назад. Вероятно, он фрагментировался при входе в атмосферу Земли и упал в область, которая впоследствии разделилась на Бразилию и Центральноафриканскую Республику – два известных местонахождения залежей карбонадо. Наличие осборнита, который формируется только в сильно восстановительных условиях и при очень высоких температурах, свидетельствует в пользу внеземного происхождения.