الماس هایی کمیاب با اینکلوژن‌های ستاره‌ای شکل

طی چند سال گذشته الماس‌هایی فوق‌العاده نادر با اینکلوژنهای منحصر به فرد ستاره‌ای شکل کشف شدند که دید پیشگامانه‌ای در مورد فرآیندهای زمین‌شناسی تشکیل الماس ارائه می‌دهند. این یافته‌های قابل توجه که ابتدا توسط موسسه گوهرشناسی آمریکا (GIA) شناسایی شده‌اند، ویژگی‌های خارق‌العاده الماس‌ها و اهمیت آنها در درک چگونگی تشکیل الماس را برجسته می‌کنند. در این مطلب به بررسی علل و چگونگی این ویژگی با استفاده از یافته های تحقیقی موسسه گوهرشناسی آمریکا روی دو نمونه الماس می پردازیم.

ویژگی های الماس هایی با اینکلوژن‌های ستاره‌ای شکل

در یک بررسی توسط GIA از دو الماس، با وزن ۸.۱۴ و ۸.۵۷ قیراط، آنها ساختارهای داخلی متمایزی که با تقارن شش‌تایی داشتند که گوهرشناسان آنها را اینکلوژن‌های “ستاره‌ای شکل” می‌نامند. در واقع آنها نوعی منطقه‌بندی بخشی هستند که وقتی نواحی مکعبی و هشت‌وجهی به طور همزمان رشد می‌کنند، ایجاد می‌شوند. هیدروژن ترجیحاً در بخش های مکعبی (کوبیک) گنجانده می‌شود، در حالی که غلظت نیتروژن در نواحی هشت‌وجهی (اکتاهدرال) بیشتر است. شکل گلبرگی ساختار رشد را می‌توان با تغییرات در رشد نسبی هر دو نوع بخش توضیح داد. ظاهر نواحی مکعبی ناشی از نور پراکنده شده روی اینکلوژن‌های «شبیه ترک دیسک» است که می‌توانند مات یا شفاف باشند و نشان داده شده است که حاوی گرافیت هستند.

الماس‌ها در حالت طبیعی و راف خود کشف شدند، به طوری که یکی از نمونه‌ها بیشتر شکل اولیه خود را حفظ کرده و لکه‌های تابشی قهوه‌ای متمایزی را نشان می‌دهد ، شواهدی از تابش آلفای طبیعی که در هنگام قرارگیری در پوسته زمین تجربه شده است. الماس دوم با دقت صیقل داده شده و لبه‌های تراشیده شده آن حفظ شده است تا یکپارچگی ساختار داخلی منحصر به فرد آن حفظ شود.

هر دو الماس زیر نور فرابنفش با طول موج بلند به رنگ سبز درخشانی می‌درخشند. این اثر فلورسنت زیبا به دلیل غلظت بالای هیدروژن و نیکل در درون سنگ‌ها است. باور بر این است که این عناصر نقش مهمی در شکل‌گیری این اینکلوژن‌های ستاره‌مانند دارند.

تحلیل علمی

برای رمزگشایی از اسرار پنهان در این الماس‌های خارق‌العاده، موسسه گوهرشناسی آمریکا (GIA) مجموعه‌ای از تکنیک‌های علمی پیشرفته را به کار گرفت. محققان از طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه و نقشه‌برداری فوتولومینسانس برای رمزگشایی ترکیب شیمیایی پیچیده و خواص ساختاری الماس‌ها استفاده کردند.

در یک بررسی پیچیده نتیجه جالبی از میکروتوموگرافی محاسباتی با اشعه ایکس حاصل شد که بازسازی‌های سه‌بعدی بی‌سابقه‌ای از بخش‌های رشد ستاره‌ای ایجاد کرد. این تکنیک تصویربرداری پیشرفته به دانشمندان اجازه داد تا الماس‌ها را به صورت مجازی تشریح کنند و معماری داخلی پیچیده آنها را با دقت قابل توجهی آشکار سازند.

اینکلوژنهای ابری در بخش‌هایی یافت می‌شوند که با غلظت بالای هیدروژن و نیکل مرتبط هستند و تصور می‌شود که از ناخالصی‌های گرافیت تشکیل شده‌اند .

سطوح راف حفظ‌شده این الماس‌ها، که با لکه‌های تابشی قهوه‌ای متمایز مشخص شده‌اند، روایتی پیچیده از زمین‌شناسی را بیان می‌کنند. دکتر استارلایت توضیح داد: «اینها اساساً کپسول‌های زمان هستند که شرایط شدید تشکیل الماس در اعماق زمین را به تصویر می‌کشند.» این تحقیق، سفر جذاب این گوهرها را آشکار می‌کند و فشار شدید و محیط‌های با دمای بالا را که ساختارهای داخلی خارق‌العاده آنها را شکل می‌دهند، مستند می‌کند.

هر دو الماس غلظت هیدروژن بالایی داشتند، همانطور که توسط طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه توده‌ای شناسایی شد. نقشه‌برداری فوتولومینسانس (PL) با استفاده از تحریک لیزری 455 نانومتر، یک مرکز S3 پهن و برجسته (496.7 نانومتر) را نشان داد که مستقیماً با ابرهای فلورسنت سبز مرتبط است (شکل 2). این پیک با نیکل مرتبط است.
سایر پیک‌های مرتبط با نیکل در ناحیه ابر در هر دو سنگ از طریق تحریک لیزری 633 نانومتر در 694.2، 700.5، 787.3 و 793.4 نانومتر شناسایی شدند (شکل 3).

پیک‌های غیرمرتبط در 709.1 و 729.6 نانومتر نیز شناسایی شدند. شدت پیک‌های بالاتر در 793.5 و 801.8 نانومتر در بخش‌های درگیر ابر با استفاده از تحریک لیزری 785 نانومتر آشکار شدند. پیک اول با مراکز S2 و S3 مرتبط است و دومی به طور بالقوه NE8، یک مرکز کمپلکس نیکل-نیتروژن، است.

هر دو الماس با استفاده از میکروتوموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس (μ-CT) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند، که در آن بخش‌های رشد ستاره ای شده، تقریباً {100}، در بازسازی‌های سه‌بعدی قابل مشاهده بودند (شکل 4) . کنتراست در بازسازی μ-CT عمدتاً باید تابعی از میانگین عدد اتمی ماده باشد. نواحی ستاره ای شده، اشعه ایکس را قوی‌تر از بقیه الماس جذب می‌کنند، که نشان می‌دهد سیگنال ترکیبی از الماس و اینکلوژن‌هایی احتمالاً با عدد اتمی بالاتری داشته است.

امروزه شاهد ورود تعداد محدودی از این نوع الماس در بازار بوده ایم که قیمت آنها به ازای هر قیراط چندین هزار دلار ارزش دارد.

منابع :

Gia.edu : Gems & Gemology, Summer 2024, Vol. 60, No. 2
Gia.edu : Gems & Gemology, Fall 2019, Vol. 55, No. 3