Neobični prirodni oblici
Dijamant nije uvijek jedan proziran kristal. Priroda stvara i agregate u kojima su tisuće ili milijuni sitnih dijamantnih zrna povezanih u jedno tijelo.
U toj skupini pojavljuju se nazivi karbonado, ballas, bort/boart i framesite. Oni nisu četiri strogo odvojene mineralne vrste. Dio naziva dolazi iz povijesne trgovine, dio iz rudarske prakse, a dio iz opisne mineralogije, pa se njihove granice u literaturi ponekad preklapaju.
Najvažnija pouka Kod neobičnih prirodnih dijamantnih agregata važniji su mikrostruktura, veličina zrna, poroznost i geološki kontekst od samog trgovačkog naziva.
Monokristalni i polikristalni dijamant
U monokristalnom dijamantu najveći dio kamena pripada jednoj kontinuiranoj kristalnoj rešetki. U polikristalnom dijamantu tijelo je sastavljeno od velikog broja različito orijentiranih zrna.
Granice među zrnima mogu skretati i zaustavljati pukotine. Zbog toga polikristalni dijamant može biti vrlo žilav, iako pojedinačna zrna imaju istu osnovnu dijamantnu strukturu kao monokristalni kamen.
Polikristalnost ipak nije automatska prednost. Mehaničko ponašanje ovisi o:
- veličini zrna;
- vezi među zrnima;
- poroznosti;
- grafitu i drugim fazama;
- pukotinama i šupljinama.
Karbonado
Karbonado je porozan, tamni, snažno povezani polikristalni prirodni dijamant. Klasični karbonado u užem smislu najbolje je dokumentiran iz Brazila i Srednjoafričke Republike, uglavnom iz sekundarnih sedimentnih nalazišta. Primarna stijena iz koje je potekao nije pronađena.
Tipično pokazuje:
- crnu, sivu ili smeđu boju;
- vrlo sitna, nasumično orijentirana dijamantna zrna;
- mnogo pora i kanala;
- lokalne sjajne ili „staklaste” patine;
- sekundarne minerale u otvorenim porama.
Poroznost smanjuje prividnu gustoću u odnosu na kompaktni monokristalni dijamant. Istodobno složena mreža zrna otežava širenje jedne kontinuirane pukotine, što objašnjava povijesnu industrijsku vrijednost karbonada.
[VIZUAL 12.1: Monokristalni dijamant i karbonado u presjeku — kontinuirana rešetka nasuprot poroznom polikristalnom agregatu]
Sekundarni materijal u porama
Mineral pronađen u otvorenoj pori karbonada ne mora biti dio njegova izvornog okoliša nastanka. Kroz geološko vrijeme u pore mogu ući kvarc, oksidi željeza, fosfati, glineni minerali i drugi materijal iz sedimentnog okoliša.
Zato se pri istraživanju mora razlikovati:
- materijal zatvoren tijekom rasta;
- kasniji među-zrnski materijal;
- sekundarna ispuna otvorene pore.
Ta je razlika ključna za raspravu o podrijetlu karbonada.
Starost i podrijetlo karbonada
Za karbonado su objavljene vrlo stare radiogene dobi, približno 2,6–3,8 milijardi godina. Takva datiranja nisu ista kao klasično datiranje mineralnih inkluzija u mnogim drugim dijamantima, pa njihovo geološko značenje zahtijeva oprez.
Činjenice koje su relativno dobro utvrđene jesu:
- karbonado je prirodni polikristalni dijamant;
- klasični uzorci iz Brazila i Srednjoafričke Republike pokazuju snažne međusobne sličnosti;
- primarni izvor nije poznat;
- uobičajene plaštne inkluzije tipične za kimberlitne dijamante uglavnom nedostaju;
- mikrostruktura, poroznost i izotopske karakteristike ne uklapaju se jednostavno u standardni model kimberlitnog monokristalnog dijamanta.
Predloženi modeli uključuju dubokoplaštni rast i sinteriranje, subdukciju, udarni proces, zračenje i izvanzemaljski scenarij. Rad iz 2024. predložio je i konkretniji subdukcijski model u kojem bi vrlo star ugljični materijal nalik shungitu mogao biti prekursor. To je nova radna hipoteza, ne konsenzus. Nijedan model nije općeprihvaćen kao konačno rješenje.
Izvanzemaljsko podrijetlo, kao i drugi pojedinačni modeli, zato pripada kategoriji hipoteze, ne potvrđene činjenice.
Sergio i velike mase
Najpoznatiji veliki karbonado Sergio, pronađen u Brazilu 1905., imao je masu približno 3.167 ct. Njegova golema masa pokazuje da polikristalni agregati mogu dosegnuti dimenzije veće od najvećih povijesno poznatih monokristalnih rough dijamanata.
To ne znači da je karbonado „tvrđi od dijamanta”. On jest dijamantni materijal; njegova posebnost leži prvenstveno u kombinaciji tvrdoće pojedinačnih zrna i polikristalne otpornosti na širenje pukotina.
Ballas
Ballas je povijesni naziv koji se najčešće koristi za približno sferične ili zaobljene dijamantne agregate i višedomenske kristale, često s radijalnom unutarnjom građom.
Naziv nije potpuno standardiziran. U nekim izvorima opisuje jasno polikristalni materijal, u drugima složeni višedomenski rast. Zbog toga stručni tekst treba navesti stvarnu teksturu umjesto da samo napiše „ballas”.
Bort ili boart
Bort je prije svega širok povijesni i industrijski naziv za prirodni dijamantni materijal neprikladan za standardno draguljarsko brušenje.
Može uključivati:
- jako uključene monokristale;
- nepravilne fragmente;
- agregate;
- sitna industrijska zrna.
Bort nije lažni dijamant niti posebna kemijska vrsta. To je kategorija uporabljivosti čije se značenje mijenjalo s tehnologijom.
Framesite i diamondite
Framesite se koristi za određene finije zrnate polikristalne dijamantne agregate povezane s kimberlitnim okolišem. Za razliku od klasičnog karbonada, takvi agregati mogu sadržavati plaštne silikate, okside i sulfide te imaju jasniji odnos prema poznatom dijamantnom geološkom sustavu.
Naziv diamondite u literaturi se također koristi za polikristalne dijamantne stijene/agregate, ponekad šire od framesitea. Granice tih naziva nisu potpuno jedinstvene, pa je preporučljivo uz naziv uvijek navesti:
- veličinu zrna;
- poroznost;
- mineralne faze;
- teksturu;
- geološki kontekst.
Karbonado nije sinonim za crni dijamant
Crni izgled može nastati iz vrlo različitih razloga.
Crni dijamant u nakitu može biti:
- prirodni monokristalni dijamant s obilnim tamnim inkluzijama;
- prirodni dijamant s grafitom i pukotinama;
- tretirani dijamant čiji je izgled umjetno potamnjen;
- karbonado ili drugi polikristalni agregat.
Zato se boja ne smije koristiti kao mineralogijska klasifikacija.
Identifikacija
Termalni tester može potvrditi svojstvo visoke toplinske vodljivosti, ali na poroznom i heterogenom agregatu rezultat može biti neujednačen i nije dovoljan za potpunu karakterizaciju.
Za ozbiljniju analizu koriste se:
- mikroskopija;
- Ramanova spektroskopija;
- rendgenska difrakcija;
- CT ili mikro-CT;
- FTIR i druge spektroskopske metode.
Moderna industrija većinu tehničkih uloga nekadašnjeg prirodnog borta i karbonada rješava kontrolirano proizvedenim sintetičkim dijamantom i polikristalnim dijamantnim materijalima. Prirodno podrijetlo samo po sebi nije tehnička prednost.
Sažetak poglavlja
- Prirodni dijamant može biti monokristalan ili polikristalan.
- Mikrostruktura snažno utječe na lom, poroznost i industrijsku uporabljivost.
- Karbonado je porozan i snažno povezan prirodni polikristalni dijamant.
- Klasični karbonado najbolje je dokumentiran iz Brazila i Srednjoafričke Republike, a primarni izvor nije poznat.
- Materijal u otvorenim porama može biti sekundaran i ne smije se automatski koristiti za rekonstrukciju nastanka.
- Objavljene vrlo stare dobi karbonada zahtijevaju metodološku ogradu.
- Podrijetlo karbonada ostaje neriješeno; izvanzemaljski model samo je jedna od hipoteza.
- Ballas je uglavnom sferulitični ili višedomenski dijamantni oblik s povijesno promjenjivom definicijom.
- Bort je široka uporabna/trgovačka kategorija pravog dijamantnog materijala.
- Framesite/diamondite opisuju polikristalne dijamantne agregate čiju stvarnu mikrostrukturu treba navesti uz naziv.
- Crni dijamant nije sinonim za karbonado.
- Prirodni polikristalni dijamant danas nema automatsku tehničku prednost pred projektiranim sintetičkim PCD materijalima.
[VIZUAL 12.2: Usporedba karbonada, ballasa, borta i framesitea — izgled, mikrostruktura, poroznost i geološki kontekst]