Diamant

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Einleitung

Diamant, wertvoller Edelstein, eine mineralische Form reinen Kohlenstoffes, als Schmuckstein und für industrielle Zwecke verwendet.

Neben durchsichtigen Diamanten, die allein für eine Verarbeitung zu Schmucksteinen in Frage kommen (nur etwa 20 Prozent der Weltförderung ist für Schmuckzwecke geeignet), gibt es die Varietäten Bort, Ballas und Carbonado. Der Begriff Bort wird sowohl auf dichte, kugelige Aggregate als auch auf trübe Diamanten angewandt, Ballas bildet ebenfalls dichte, manchmal radialfaserige Massen, Carbonado ist eine feinkörnige, koksartige Varietät. Alle drei Varietäten gehen als Industriediamanten in den Handel und werden zu Schleifmitteln und bei der Herstellung von Bohr-, Schneid- und Schleifwerkzeugen verarbeitet.

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Eigenschaften

Der Diamant kristallisiert im kubischen System (siehe Kristallsysteme). Die am häufigsten vorkommenden Kristallformen sind Oktaeder, Dodekaeder und Würfel (siehe Polyeder). Man findet auch Kristalle mit abgerundeten Kanten. Diamant ist der härteste bekannte Stoff, dem auf der Mohs’schen Härteskala der Wert 10 zugeordnet ist. Die Härte hängt allerdings von der kristallographischen Richtung ab. Sie ist auf Flächen, die parallel zum Oktaeder liegen, größer als auf denen, die parallel zu den Dodekaederflächen liegen.

Die Spaltflächen des Diamanten liegen parallel zu den Oktaederflächen. Diamanten besitzen eine Dichte zwischen 3,47 und 3,53.

Diamanten haben sehr unterschiedliche Transparenz und verschiedene Farben. Diamanten in Schmuckqualität müssen vollkommen klar sein. Farblose Steine, die so genannten weißen Diamanten, sind besonders kostbar. Oft tritt aber eine gelbliche Tönung auf, die als Mangel angesehen wird. Braune Diamanten sind nicht selten. Grüne und blaue Diamanten zählen zu Raritäten; rote Diamanten sind die seltenste Varietät. Diamanten mit reinen und intensiven Farben sind sehr begehrt.

Geschliffene Diamanten zeichnen sich durch zwei wichtige Qualitätsmerkmale aus: Glanz („Diamantglanz”) und Feuer (Farbenspiel). Sie beruhen auf der außergewöhnlich hohen Lichtbrechung und Dispersion des Diamanten.

Die hohe Dispersion bewirkt, dass die Farbanteile des weißen Lichtes zerstreut werden, so dass der geschliffene Stein funkelt. Einige Diamanten zeigen Fluoreszenz – kurzzeitige Lumineszenz –, wenn man sie dem Sonnenlicht oder anderen ultravioletten Lichtquellen aussetzt. Die Farbe ist dabei gewöhnlich hellblau; in einigen Steinen kann auch gelbe, orangefarbige, milchigweiße und rote Fluoreszenz auftreten.

Andere Merkmale des Diamanten tragen nichts zu seinem Erscheinungsbild bei, sind aber wichtig, wenn man Steine identifizieren und zwischen echten Diamanten und Imitationen unterscheiden will. Da Diamanten ausgezeichnete Wärmeleiter sind, fühlen sie sich beim Berühren kalt an. Die meisten Diamanten sind schlechte elektrische Leiter, beim Reiben laden sie sich positiv auf.

Echte geschliffene Diamanten sind – im Gegensatz zu Imitationen – für Röntgenstrahlen durchlässig. Durch seine Wärmeleitfähigkeit eignet sich der Diamant als Material für Oberflächenfilme von Computerchips.

Eine weitere wichtige physikalische Eigenschaft des Diamanten ist seine Beständigkeit gegenüber Säuren und Basen. Durchsichtige Diamantkristalle verbrennen in Sauerstoff bei etwa 800 °C zu Kohlendioxid.

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Bildung

Der genaue Mechanismus, wie Diamanten entstehen, ist noch umstritten; sicher ist jedoch, dass Kohlenstoff nur unter sehr großer Wärme und gleichzeitig sehr hohem Druck als Diamant kristallisiert.

Vermutlich entstanden Diamanten in Peridotitmagmen und in sehr großen Tiefen. Bei seinem Aufstieg zur Erdoberfläche bildete dieses vulkanische Gestein die trichterförmigen, so genannten Kimberlitröhren, in denen viele reiche Diamantlager entdeckt wurden. Durch Verwitterung dieser primären Lagerstätten können als sekundäre Lagerstätten Seifen entstehen, die sich zu Sandsteinen, Konglomeraten und anderen Sedimentgesteinen verfestigen können.

In Meteoriten sind sehr kleine, undurchsichtige, hexagonale Diamanten gefunden worden. Ihre physikalischen Eigenschaften entsprechen denen kubischer Diamanten, sie besitzen aber eine andere Kristallstruktur. Hexagonale Diamanten bilden sich in Meteoriten im Moment des Aufpralls, wenn für eine millionstel Sekunde extrem hohe Temperaturen und Drücke auftreten.

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Vorkommen

Ein „Kieselstein”, den ein Kind 1866 am Ufer des Flusses Oranje in Südafrika fand und der später als 21-karätiger Diamant identifiziert wurde, leitete in dieser Region die Eröffnung der Diamantenfelder ein. Der Diamantrausch bei der Suche nach angeschwemmten Diamanten im Kies der Flüsse Oranje und Vaal setzte 1870 und 1871 ein, nachdem im Gebiet des heutigen Kimberley „dry diggings” entdeckt worden waren: annähernd runde Stücke gelben Tones, in denen Diamanten steckten.

Als die Bergleute tiefer im Ton gruben, den sie „yellow ground” (gelber Boden) nannten, fanden sie darunter ein hartes, bläuliches Gestein, das sich ebenfalls als ergiebig erwies. Dieser „blue ground” (blauer Boden) ist Kimberlit, ein Gestein aus der Peridotitfamilie. Es ist das Ausgangsmaterial, aus dem sich der gelbe Boden durch Verwitterung gebildet hat. Beim weiteren Vortrieb der Grube stellte sich heraus, dass die kreisförmigen Flächen gelben und blauen Bodens die oberen Teile trichterförmiger Röhren aus Kimberlit sind, von denen eine vulkanische Entstehung angenommen wird. Das Gestein muss aus sehr großen Tiefen aufgestiegen sein. Ähnliche Röhren, die aber nicht alle Diamanten enthalten, fand man an anderen Orten Südafrikas.

Diamantlagerstätten befinden sich außerdem in Tansania, Zaire, Ghana, Sierra Leone, Australien, Borneo, im Ural, in Sibirien, Venezuela und Guayana. In Indien, wo sich jahrhundertelang der einzige bekannte Diamantenfundort befand, beschränkt sich die heutige Gewinnung auf kleine Mengen an Diamanten. In Brasilien gibt es Lagerstätten nahe der Stadt Diamantina in Minas Gerais, in Bahia und im südlichen Zentralbrasilien. Aus den brasilianischen Diamantgruben wird hauptsächlich Ballas und Carbonado gefördert.

Nach einem Bericht der Zeitschrift Nature (Bd. 378, 1995) sollen im Nördlinger Ries über 50 000 Tonnen Diamanten lagern. Sie sollen bei einem Meteoriteneinschlag vor 14,7 Millionen Jahren entstanden sein. Die Diamanten sind allerdings mikroskopisch klein und daher wirtschaftlich bedeutungslos.

Forscher eines amerikanischen Ölkonzerns konnten Anfang 2003 in Erdöl „Kleinstdiamanten” nachweisen. Diese Exemplare haben Durchmesser von wenigen Nanometern (milliardstel Meter) und werden zu den so genannten Diamondoiden gezählt.