Co je to carbonado?

Carbonado - nebo také černý diamant - je zajímavý materiál s tajemným původem. Objevuje se ve stejných nalezištích jako běžné diamanty, přitom ale vypadá úplně jinak. (délka blogu 4 min.)

Carbonado …

… je černá mikropolykrystalická odrůda diamantu, ve které se nacházejí příměsi různých minerálů. Jedná se tedy o materiál s komplikovanou strukturou. Poprvé ho popsali už v roce 1840 brazilští horníci. Jedná se o černé, hnědé, šedé, nepravidelně tvarované krystaly. Kromě Brazílie byly mimochodem nalezeny ve Venezuele a Středoafrické republice. Původně je odborníci rozlišovali podle tzv. Debyeových prstenců, které jsou vidět na rentgenových snímcích.

Debye-Scherrerovy prstence jsou soustředné difrakční prstence produkované Braggovými odrazy, které vznikají v případě, že jsou polykrystalické materiály ve formě tenké destičky ozářeny vysoce paralelním elektronovým paprskem.

Díky tomu byly za carbonado považovány také různé mikrokrystalické (a běžné) diamanty, což znemožnilo určit jejich původ. Dlouho bylo tedy nejasné, jak vlastně černé (carbonado) diamanty vznikají. Nikdy se například nenacházejí izolovaně, ale vždy se nacházejí společně s normálními diamanty. Na druhou stranu ale nebývají přítomny v kimberlitech nebo podobných mateřských horninách, ve kterých se diamanty běžně vyskytují - ale až v sekundárních nalezištích, kde se diamanty těží.

Teprve nedávno se podařilo vysvětlit, že tyto zajímavé minerály vznikají ve skutečnosti ze šungitu.

Šungit je uhlíková hornina obsahující fullereny. Stáří nalezených šungitů se odhaduje na 2 miliardy roků. Jedná se o negrafitový, téměř čistý nekrystalický uhlík vzniklý pravděpodobně z prehistorických mikroskopických řas. Šungit je neprůsvitný černý kámen s více či méně výrazným kovovým leskem. Název šungit je odvozen od místa prvního naleziště, jímž byla vesnice Šuňga na břehu Oněžského jezera v Karélii.

Obsah uhlíku může v šungitových horninách kolísat od 10 % do 98 %. Je jen logické, že původní šungitové horniny mohly rekrystalizovat na diamantovou horninu po přenesení horniny do podzemí - v rámci pohybu zemské desky. Díky vysokému tlaku a teplotě, které panují ve velkých hloubkách, proběhla metamorfóza materiálu, který byl pak následně znovu vynesen na povrch Země. Důkaz vidí odborníci v tom, že šungit odpovídá černým diamantům svým složením. Má stejný poměr uhlíkových izotopů a vykazuje stejné minerální příměsi.

Pravé carbonados se nacházejí pouze na území Jižní Ameriky a střední Afriky. Jsou to oblasti, které spolu sousedily na prehistorickém kontinentu Gondwana. Ta se pak v druhohorách rozdělila, když se vytvářel Atlantický oceán - díky tomu jsou dnes obě naleziště značně vzdálena.

Vlastnosti carbonado

Jednotlivé krystalky jsou běžně jen velmi malé - kolem 0,001 a 0,2 milimetru. Carbonado, které je nezvykle velké, je také neobvykle vzácné. Známe jen jeden nález, ten ale stojí za to. Svou velikostí překonává dokonce i slavný diamant Cullinan.

^{Obrázek: Carbonado do Sérgio, největší dosud nalezený carbonado. Zdroj: Odkaz, Odkaz, licence CC0}

Kámen se jmenuje Carbonado do Sérgio a byl objeven nedaleko Lencois (Bahia) v roce 1895. Váží 3167 karátů (Pro srovnání u surového diamantu Cullinan to bylo 3106 karátů), což odpovídá 633 gramům.

Hustota carbonada se pohybuje mezi 3,1 a 3,4 g/cm³ - to že tato hodnota tak silně kolísá, je způsobeno rozdílným složením jednotlivých vzorků. Pro srovnání - u běžných diamantů bývá hustota obvykle kolem 3,515 g/cm³, carbonado tedy vykazuje nižší hustotu, což je opět jen logické, vždyť diamanty jsou ušlechtilé krystaly bez větších příměsí, které by mohly jejich hustou krystalickou mřížku degradovat.

Zajímavé je, že i přes chaotičtější strukturu je tvrdost carbonada tak vysoká, že jej nelze zpracovat běžnými metodami broušení. Až v roce 2004 se podařilo vytvarovat a vyleštit carbonado pomocí laseru.

Vysoká tvrdost dělá materiál zajímavý pro průmysl - dají se jím brousit jiné materiály. Na naší planetě je ho ale tak málo, že se průmyslově téměř nepoužívá. Kdyby se podařilo zjistit, jak carbonado vznikalo, dalo by se vyrobit syntetickou cestou, doufají odborníci.

Největší dosud známý černý diamant dostal název The Enigma. Váží 555,55 karátů a je vybroušen do 55 faset. To znamená, že dokonce předčí Cullinan I (530,2 ct), známý jako Velká hvězda Afriky. Jeho stáří se odhaduje na nejméně 2,6 miliardy roků.

^{Afanasiev, V.; Kovalevsky, V.; Yelisseyev, A.; Mashkovtsev, R.; romilov, S.; Ugapeva, S.; Barabash, E.; Ivanova, O.; Pavlushin, A. About the Origin of Carbonado. Minerals 2024, 14, 927. Odkaz}