Intan

Termodinamika

Kondisi tekanan dan suhu kesetimbangan untuk transisi antara grafit dan intan telah mapan secara teoretis maupun eksperimental. Tekanan kesetimbangan bervariasi secara linear terhadap suhu, antara 1,7 GPa pada 0 K dan 12 GPa pada 5000 K (titik tripel intan/grafit/cair).^[19][20] Namun, fase-fase tersebut memiliki wilayah luas di sekitar garis ini tempat keduanya dapat hidup berdampingan. Pada suhu dan tekanan standar, 20 °C (293 K) dan 1 atmosfer standar (0,10 MPa), fase stabil karbon adalah grafit, tetapi intan bersifat metastabil, dengan penghalang energi kinetik signifikan yang harus diatasi atom-atomnya untuk mencapai keadaan energi yang lebih rendah,^[21] dan laju konversinya menjadi grafit dapat diabaikan, dengan skala waktu jutaan hingga miliaran tahun.^[15][21] Akan tetapi, pada suhu di atas sekitar 4500 K, intan dengan cepat berubah menjadi grafit. Eksperimen telah menemukan bahwa intan, dengan keberadaan H₂O, melewati fase karbon linear perantara.^[22]

Konversi cepat grafit menjadi intan memerlukan tekanan jauh di atas garis kesetimbangan: pada 2000 K, diperlukan tekanan sebesar 35 GPa (sekitar 350.000 atmosfer standar).^[19]

Di atas titik tripel grafit–intan–karbon cair, titik leleh intan meningkat perlahan seiring dengan meningkatnya tekanan, namun pada tekanan ratusan GPa, titik leleh tersebut menurun.^[23] Pada tekanan tinggi, silikon dan germanium memiliki struktur kristal kubus berpusat badan BC8, dan struktur serupa diprediksi untuk karbon pada tekanan tinggi. Pada 0 K, transisi diprediksi terjadi pada 1100 GPa.^[24]

Hasil yang diterbitkan di Nature Physics pada tahun 2010 menunjukkan bahwa, pada tekanan dan suhu ultra-tinggi (sekitar 10 juta atmosfer atau 1 TPa dan 50.000 °C), intan meleleh menjadi fluida logam. Kondisi ekstrem yang diperlukan agar hal ini terjadi terdapat di planet raksasa es Neptunus dan Uranus, yang keduanya terdiri dari sekitar 10 persen karbon dan secara hipotetis dapat mengandung samudra karbon cair. Karena fluida logam dalam jumlah besar dapat memengaruhi medan magnet, hal ini dapat menjelaskan mengapa kutub geografis dan kutub magnet kedua planet tersebut tidak sejajar.^[25][26]

Struktur kristal

Struktur kristal intan yang paling umum disebut sebagai kubus intan. Struktur ini terbentuk dari sel satuan (lihat gambar) yang bertumpuk satu sama lain. Meskipun terdapat 18 atom dalam gambar tersebut, setiap atom sudut dibagi oleh delapan sel satuan dan setiap atom di pusat muka dibagi oleh dua sel satuan, sehingga secara total terdapat delapan atom per sel satuan.^[27] Panjang setiap sisi sel satuan dilambangkan dengan a dan bernilai 3,567 angstrom.^[28]

Jarak antar atom tetangga terdekat dalam kisi intan adalah 1,732a/4, dengan a adalah konstanta kisi. Untuk intan, konstanta kisi bernilai a = 3,567 Å, atau setara dengan 0,3567 nm.

Kisi kubus intan dapat dianggap sebagai dua kisi kubus berpusat muka yang saling menyusup, dengan satu kisi tergeser sejauh ¼ dari diagonal ruang sel kubus. Alternatifnya, struktur ini dapat dipandang sebagai satu kisi dengan dua atom yang terikat pada setiap titik kisi.^[28] Jika dilihat dari arah kristalografi <111>, struktur ini tersusun dari lapisan-lapisan yang bertumpuk dalam pola berulang ABCABC. Intan juga dapat membentuk struktur dengan pola ABAB, yang dikenal sebagai intan heksagonal atau lonsdaleit. Bentuk ini jauh lebih jarang ditemukan dan terbentuk di bawah kondisi tekanan dan suhu yang berbeda dari intan kubus.^[29]

Morfologi kristal

Intan paling sering hadir sebagai oktahedra euhedral atau membulat dan oktahedra kembar yang dikenal sebagai macle. Karena struktur kristal intan memiliki susunan atom kubus, mereka memiliki banyak faset yang termasuk dalam bentuk kubus, oktahedron, rhombikosidodekahedron, tetrakis heksahedron, atau disdiakis dodekahedron. Kristal-kristalnya dapat memiliki tepi yang membulat dan kurang tegas serta dapat memanjang. Intan (terutama yang memiliki sisi kristal membulat) umumnya ditemukan terlapisi oleh nyf, kulit buram yang menyerupai getah.^[30]

Beberapa intan mengandung serat-serat buram. Mereka disebut sebagai opaque (buram) jika serat-serat tersebut tumbuh dari substrat yang jernih atau fibrous (berserat) jika serat-serat tersebut menempati seluruh kristal. Warnanya berkisar dari kuning hingga hijau atau abu-abu, terkadang dengan ketakmurnian putih hingga abu-abu yang menyerupai awan. Bentuk yang paling umum adalah kuboid, tetapi mereka juga dapat membentuk oktahedra, dodekahedra, macle, atau bentuk gabungan. Struktur ini merupakan hasil dari banyak ketakmurnian dengan ukuran antara 1 dan 5 mikron. Intan-intan ini kemungkinan terbentuk dalam magma kimberlit dan mengambil sampel zat-zat volatil.^[31]

Intan juga dapat membentuk agregat polikristalin. Telah ada upaya untuk mengklasifikasikan mereka ke dalam kelompok-kelompok dengan nama-nama seperti boart, ballas, stewartit, dan framesit, namun tidak ada kriteria yang diterima secara luas.^[31] Carbonado, suatu jenis yang butiran intannya telah disinter (disatukan tanpa pelelehan melalui penerapan panas dan tekanan), berwarna hitam dan lebih tangguh daripada intan kristal tunggal.^[32] Ia tidak pernah diamati dalam batuan vulkanik. Ada banyak teori mengenai asal-usulnya, termasuk pembentukan di dalam bintang, namun belum ada konsensus.^[31][33][34]

Mekanis

Kekerasan

Intan adalah material terkeras pada skala Mohs yang bersifat kualitatif. Untuk melakukan uji kekerasan Vickers yang bersifat kuantitatif, sampel material ditekan dengan piramida berdimensi standar menggunakan gaya yang diketahui – kristal intan digunakan sebagai piramida tersebut agar berbagai jenis material dapat diuji. Dari ukuran lekukan yang dihasilkan, nilai kekerasan Vickers untuk material tersebut dapat ditentukan. Kekerasan intan yang luar biasa dibandingkan material lain telah diketahui sejak zaman dahulu, dan menjadi asal-usul namanya. Hal ini tidak berarti bahwa intan keras tak terhingga, tak dapat hancur, atau tak dapat tergores.^[35] Faktanya, intan dapat digores oleh intan lain dan tergerus seiring waktu bahkan oleh material yang lebih lunak, seperti piringan hitam vinil.^[36][37]

Kekerasan intan bergantung pada kemurnian, kesempurnaan kristal, dan orientasinya: kekerasan lebih tinggi pada kristal murni tanpa cacat yang berorientasi ke arah <111> (sepanjang diagonal terpanjang dari kisi intan kubus).^[38] Oleh karena itu, meskipun beberapa intan mungkin dapat digores dengan material lain, seperti boron nitrida, intan terkeras hanya dapat digores oleh intan lain dan agregat intan nanokristalin.

Kekerasan intan berkontribusi pada kecocokannya sebagai batu permata. Karena hanya dapat digores oleh intan lain, intan mempertahankan polisannya dengan sangat baik. Tidak seperti banyak permata lainnya, intan sangat cocok untuk dikenakan sehari-hari karena ketahanannya terhadap goresan—mungkin berkontribusi pada popularitasnya sebagai permata pilihan dalam cincin pertunangan atau cincin kawin, yang sering dikenakan setiap hari.

Intan alami terkeras sebagian besar berasal dari ladang Copeton dan Bingara yang terletak di area New England di New South Wales, Australia. Intan-intan ini umumnya kecil, berbentuk oktahedra sempurna hingga semi-sempurna, dan digunakan untuk memoles intan lain. Kekerasannya dikaitkan dengan bentuk pertumbuhan kristal, yaitu pertumbuhan kristal satu tahap. Sebagian besar intan lainnya menunjukkan lebih banyak bukti tahap pertumbuhan ganda, yang menghasilkan inklusi, cacat, dan bidang cacat pada kisi kristal, yang semuanya memengaruhi kekerasannya. Dimungkinkan untuk memperlakukan intan biasa di bawah kombinasi tekanan tinggi dan suhu tinggi untuk menghasilkan intan yang lebih keras daripada intan yang digunakan dalam alat pengukur kekerasan.^[39]

Intan dapat memotong kaca, namun hal ini tidak secara positif mengidentifikasi intan karena material lain, seperti kuarsa, juga berada di atas kaca pada skala Mohs dan juga dapat memotongnya. Intan dapat menggores intan lain, tetapi hal ini dapat mengakibatkan kerusakan pada salah satu atau kedua batu tersebut. Uji kekerasan jarang digunakan dalam gemologi praktis karena sifatnya yang berpotensi merusak.^[40] Kekerasan ekstrem dan tingginya nilai intan berarti permata ini biasanya dipoles secara perlahan, menggunakan teknik tradisional yang teliti dan perhatian terhadap detail yang lebih besar daripada kebanyakan batu permata lainnya;^[11] hal ini cenderung menghasilkan faset yang sangat datar, terpoles sangat mengilap, dengan tepian faset yang sangat tajam. Intan juga memiliki indeks bias yang sangat tinggi dan dispersi yang cukup tinggi. Secara keseluruhan, faktor-faktor ini memengaruhi tampilan keseluruhan intan yang telah dipoles dan sebagian besar diamantaire masih mengandalkan penggunaan lup (kaca pembesar) yang terampil untuk mengidentifikasi intan "dengan mata telanjang".^[41]

Sifat permukaan

Intan secara alami bersifat lipofilik dan hidrofobik, yang berarti permukaan intan tidak dapat dibasahi oleh air, tetapi dapat dengan mudah dibasahi dan ditempeli oleh minyak. Sifat ini dapat dimanfaatkan untuk mengekstraksi intan menggunakan minyak saat membuat intan sintetis. Namun, ketika permukaan intan dimodifikasi secara kimiawi dengan ion-ion tertentu, permukaannya diperkirakan menjadi sangat hidrofilik sehingga dapat menstabilkan beberapa lapisan es air pada suhu tubuh manusia.^[56]

Permukaan intan teroksidasi sebagian. Permukaan yang teroksidasi ini dapat direduksi melalui perlakuan panas di bawah aliran hidrogen. Dengan kata lain, perlakuan panas ini menghilangkan sebagian gugus fungsi yang mengandung oksigen. Akan tetapi, intan (sp³C) tidak stabil terhadap suhu tinggi (di atas sekitar 400 °C (752 °F)) di bawah tekanan atmosfer. Strukturnya perlahan berubah menjadi sp²C di atas suhu ini. Oleh karena itu, intan harus direduksi di bawah suhu tersebut.^[57]

Stabilitas kimia

Pada suhu ruangan, intan tidak bereaksi dengan pereaksi kimia apa pun termasuk asam dan basa kuat.

Dalam atmosfer oksigen murni, intan memiliki titik nyala yang berkisar antara 690 °C (1.274 °F) hingga 840 °C (1.540 °F); kristal yang lebih kecil cenderung lebih mudah terbakar. Suhunya meningkat dari panas merah menjadi panas putih dan terbakar dengan nyala api biru pucat, serta terus terbakar setelah sumber panas disingkirkan. Sebaliknya, di udara, pembakaran akan berhenti segera setelah sumber panas disingkirkan karena oksigen terencerkan oleh nitrogen. Intan yang jernih, tanpa cacat, dan transparan akan terkonversi sepenuhnya menjadi karbon dioksida; ketakmurnian apa pun akan tertinggal sebagai abu.^[58] Panas yang dihasilkan dari pemotongan intan tidak akan menyulut intan tersebut,^[59] begitu pula dengan pemantik api rokok,^[60] namun kebakaran rumah dan obor las cukup panas untuk melakukannya. Perajin perhiasan harus berhati-hati saat membentuk logam pada cincin intan.^[61]

Bubuk intan dengan ukuran butir yang sesuai (sekitar 50 mikron) terbakar dengan pancaran bunga api setelah disulut api. Konsekuensinya, komposisi piroteknik berbasis bubuk intan sintetis dapat dibuat. Bunga api yang dihasilkan memiliki warna merah-jingga yang lazim, sebanding dengan arang, tetapi menunjukkan lintasan yang sangat linear yang dijelaskan oleh densitasnya yang tinggi.^[62] Intan juga bereaksi dengan gas fluorin di atas suhu sekitar 700 °C (1.292 °F).

Warna

Intan memiliki celah pita yang lebar sebesar 5,5 eV yang bersesuaian dengan panjang gelombang ultraviolet dalam sebesar 225 nanometer. Ini berarti bahwa intan murni semestinya meneruskan cahaya tampak dan tampak sebagai kristal bening tak berwarna. Warna pada intan berasal dari cacat kisi dan ketakmurnian. Kisi kristal intan sangatlah kuat, dan hanya atom nitrogen, boron, dan hidrogen yang dapat dimasukkan ke dalam intan selama pertumbuhan dalam konsentrasi yang signifikan (hingga persen atom). Logam transisi nikel dan kobalt, yang lazim digunakan untuk pertumbuhan intan sintetis melalui teknik tekanan-tinggi suhu-tinggi, telah dideteksi dalam intan sebagai atom-atom individual; konsentrasi maksimumnya adalah 0,01% untuk nikel^[63] dan bahkan lebih sedikit untuk kobalt. Hampir semua elemen dapat dimasukkan ke dalam intan melalui implantasi ion.^[64]

Nitrogen sejauh ini merupakan ketakmurnian yang paling umum ditemukan pada intan permata dan bertanggung jawab atas warna kuning dan cokelat pada intan. Boron bertanggung jawab atas warna biru.^[65] Warna pada intan memiliki dua sumber tambahan: iradiasi (biasanya oleh partikel alfa), yang menyebabkan warna pada intan hijau, dan deformasi plastis pada kisi kristal intan. Deformasi plastis adalah penyebab warna pada beberapa intan cokelat^[66] dan mungkin intan merah jambu dan merah.^[67] Dalam urutan kelangkaan yang semakin meningkat, intan kuning diikuti oleh cokelat, tak berwarna, kemudian oleh biru, hijau, hitam, merah jambu, jingga, ungu, dan merah.^[44] Intan "hitam", atau carbonado, tidaklah benar-benar hitam, melainkan mengandung banyak inklusi gelap yang memberi permata tersebut tampilan gelapnya. Intan berwarna mengandung ketakmurnian atau cacat struktural yang menyebabkan pewarnaan tersebut, sedangkan intan murni atau hampir murni bersifat transparan dan tak berwarna. Sebagian besar ketakmurnian intan menggantikan atom karbon dalam kisi kristal, yang dikenal sebagai cacat karbon. Ketakmurnian yang paling umum, nitrogen, menyebabkan pewarnaan kuning ringan hingga intens bergantung pada jenis dan konsentrasi nitrogen yang ada.^[44] Gemological Institute of America (GIA) mengklasifikasikan intan kuning dan cokelat bersaturasi rendah sebagai intan dalam rentang warna normal, dan menerapkan skala penilaian dari "D" (tak berwarna) hingga "Z" (kuning muda). Intan kuning dengan saturasi warna tinggi atau warna lain, seperti merah jambu atau biru, disebut intan fancy colored (warna mewah) dan termasuk dalam skala penilaian yang berbeda.^[44]

Pada tahun 2008, Intan Wittelsbach, sebuah intan biru 3.556-carat (711,2 g) yang pernah menjadi milik Raja Spanyol, terjual lebih dari US$24 juta di pelelangan Christie's.^[68] Pada bulan Mei 2009, sebuah intan biru 703-carat (140,6 g) mencapai harga per karat tertinggi yang pernah dibayarkan untuk sebuah intan ketika dijual di pelelangan seharga 10,5 juta franc Swiss (6,97 juta euro, atau US$9,5 juta pada saat itu).^[69] Rekor tersebut, bagaimanapun, terpecahkan pada tahun yang sama: sebuah intan merah jambu cerah (vivid pink) 5-carat (1,0 g) dijual seharga US$10,8 juta di Hong Kong pada tanggal 1 Desember 2009.^[70]

Kejernihan

Kejernihan adalah salah satu dari 4C (warna/color, kejernihan/clarity, asahan/cut, dan berat karat/carat) yang membantu dalam mengidentifikasi kualitas intan. Institut Gemologi Amerika (GIA) mengembangkan 11 skala kejernihan untuk menentukan kualitas intan demi nilai jualnya. Skala kejernihan GIA membentang dari Sempurna (FL) hingga included (I) dengan internally flawless (IF), very, very slightly included (VVS), very slightly included (VS), dan slightly included (SI) di antaranya. Ketakmurnian dalam intan alami disebabkan oleh keberadaan mineral alami dan oksida. Skala kejernihan menilai intan berdasarkan warna, ukuran, lokasi ketakmurnian, dan kuantitas kejernihan yang terlihat di bawah pembesaran 10x.^[71] Inklusi dalam intan dapat diekstraksi menggunakan metode optik. Prosesnya adalah mengambil citra prapeningkatan, mengidentifikasi bagian penghapusan inklusi, dan akhirnya menghilangkan faset intan dan derau.^[72]

Fluoresensi

Antara 25% dan 35% intan alami menunjukkan tingkat fluoresensi tertentu ketika diperiksa di bawah cahaya ultraviolet gelombang panjang tak kasatmata atau sumber radiasi berenergi lebih tinggi seperti sinar-X dan laser.^[73] Pencahayaan pijar tidak akan menyebabkan intan berpendar. Intan dapat berpendar dalam berbagai warna termasuk biru (paling umum), jingga, kuning, putih, hijau, dan sangat jarang merah dan ungu. Meskipun penyebabnya belum dipahami dengan baik, variasi dalam struktur atom, seperti jumlah atom nitrogen yang ada, diperkirakan berkontribusi pada fenomena ini.

Konduktivitas termal

Intan dapat diidentifikasi melalui konduktivitas termalnya yang tinggi (900–2320 W·m⁻¹·K⁻¹).^[74] Indeks biasnya yang tinggi juga menjadi indikator, namun material lain memiliki refraktivitas serupa.

Distribusi permukaan

Intan tidak tersebar merata di Bumi. Aturan praktis yang dikenal sebagai aturan Clifford menyatakan bahwa intan hampir selalu ditemukan dalam kimberlit di bagian tertua kraton, inti benua yang stabil dengan usia umum 2,5 miliar tahun atau lebih.^{[76][81]: 314} Namun, ada pengecualian. Tambang intan Argyle di Australia, penghasil intan terbesar berdasarkan berat di dunia, terletak di sabuk bergerak (mobile belt), juga dikenal sebagai sabuk orogenik,^[82] zona yang lebih lemah di sekitar kraton pusat yang telah mengalami tektonika kompresional. Alih-alih kimberlit, batuan induknya adalah lamproit. Lamproit dengan intan yang tidak layak secara ekonomi juga ditemukan di Amerika Serikat, India, dan Australia.^[76] Selain itu, intan di sabuk Wawa dari provinsi Superior di Kanada dan mikrointan di busur kepulauan Jepang ditemukan dalam jenis batuan yang disebut lamprofir.^[76]

Kimberlit dapat ditemukan di dike dan sill yang sempit (1 hingga 4 meter), dan di pipa-pipa dengan diameter yang berkisar dari sekitar 75 m hingga 1,5 km. Batuan segar berwarna hijau kebiruan tua hingga abu-abu kehijauan, namun setelah terpapar udara dengan cepat berubah menjadi cokelat dan hancur.^[83] Ini adalah batuan hibrida dengan campuran kacau mineral kecil dan pecahan batuan (klastik) hingga seukuran semangka. Mereka adalah campuran xenokris dan xenolit (mineral dan batuan yang terbawa naik dari kerak bawah dan mantel), potongan batuan permukaan, mineral terubah seperti serpentin, dan mineral baru yang mengkristal selama letusan. Teksturnya bervariasi menurut kedalaman. Komposisinya membentuk kontinum dengan karbonatit, namun karbonatit memiliki terlalu banyak oksigen agar karbon dapat eksis dalam bentuk murni. Sebaliknya, karbon terkunci dalam mineral kalsit (CaCO₃).^[76]

Ketiga batuan pembawa intan (kimberlit, lamproit, dan lamprofir) tidak memiliki mineral tertentu (melilit dan kalsilit) yang tak kompatibel dengan pembentukan intan. Dalam kimberlit, olivin berukuran besar dan mencolok, sedangkan lamproit memiliki Ti-flogopit dan lamprofir memiliki biotit dan amfibol. Semuanya berasal dari jenis magma yang meletus dengan cepat dari sejumlah kecil lelehan, kaya akan zat volatil dan magnesium oksida, serta kurang mengoksidasi dibandingkan lelehan mantel yang lebih umum seperti basal. Karakteristik ini memungkinkan lelehan tersebut membawa intan ke permukaan sebelum intan larut.^[76]

Eksplorasi

Pipa kimberlit bisa sulit ditemukan. Batuan ini mengalami pelapukan dengan cepat (dalam beberapa tahun setelah terpapar) dan cenderung memiliki relief topografi yang lebih rendah daripada batuan di sekitarnya. Jika terlihat di singkapan, intan tidak pernah terlihat karena sangat langka. Bagaimanapun, kimberlit sering kali tertutup oleh vegetasi, sedimen, tanah, atau danau. Dalam pencarian modern, metode geofisika seperti survei aeromagnetik, resistivitas listrik, dan gravimetri, membantu mengidentifikasi wilayah yang menjanjikan untuk dieksplorasi. Hal ini dibantu dengan penanggalan isotop dan pemodelan sejarah geologi. Kemudian, penyurvei harus pergi ke area tersebut dan mengumpulkan sampel, mencari fragmen kimberlit atau mineral indikator. Mineral indikator memiliki komposisi yang mencerminkan kondisi tempat intan terbentuk, seperti deplesi lelehan ekstrem atau tekanan tinggi dalam eklogit. Namun, mineral indikator dapat menyesatkan; pendekatan yang lebih baik adalah geotermobarometri, yang menganalisis komposisi mineral seolah-olah mereka berada dalam kesetimbangan dengan mineral mantel.^[76]

Menemukan kimberlit membutuhkan ketekunan, dan hanya sebagian kecil yang mengandung intan yang layak secara komersial. Satu-satunya penemuan besar sejak sekitar tahun 1980 berada di Kanada. Karena tambang yang ada memiliki masa pakai hanya 25 tahun, mungkin akan terjadi kelangkaan intan alami baru di masa depan.^[76]

Usia

Penanggalan intan dilakukan dengan menganalisis inklusi menggunakan peluruhan isotop radioaktif. Bergantung pada kelimpahan unsur, seseorang dapat melihat peluruhan rubidium menjadi stronsium, samarium menjadi neodimium, uranium menjadi timbal, argon-40 menjadi argon-39, atau renium menjadi osmium. Intan yang ditemukan di kimberlit memiliki usia berkisar antara 1 hingga 3,5 miliar tahun, dan bisa terdapat beberapa usia dalam kimberlit yang sama, yang menunjukkan beberapa episode pembentukan intan. Kimberlit itu sendiri jauh lebih muda. Sebagian besar berusia antara puluhan juta hingga 300 juta tahun, meskipun ada beberapa pengecualian yang lebih tua (Argyle, Premier, dan Wawa). Dengan demikian, kimberlit terbentuk secara independen dari intan dan hanya berfungsi untuk mengangkutnya ke permukaan.^[31][76] Kimberlit juga jauh lebih muda daripada kraton tempat mereka meletus. Alasan kurangnya kimberlit yang lebih tua tidak diketahui, tetapi hal itu menunjukkan adanya perubahan dalam kimia mantel atau tektonika. Tidak ada kimberlit yang meletus dalam sejarah manusia.^[76]

Asal-usul di mantel

Sebagian besar intan kualitas permata berasal dari kedalaman 150–250 km di dalam litosfer. Kedalaman tersebut terjadi di bawah kraton dalam lunas mantel (mantle keels), bagian tertebal dari litosfer. Wilayah ini memiliki tekanan dan suhu yang cukup tinggi untuk memungkinkan intan terbentuk dan mereka tidak berkonveksi, sehingga intan dapat tersimpan selama miliaran tahun hingga letusan kimberlit mengambil sampelnya.^[76]

Batuan induk dalam lunas mantel meliputi harzburgit dan lherzolit, dua jenis peridotit. Sebagai jenis batuan yang paling dominan di mantel atas, peridotit adalah batuan beku yang sebagian besar terdiri dari mineral olivin dan piroksen; batuan ini rendah silika dan tinggi magnesium. Namun, intan dalam peridotit jarang bertahan dalam perjalanan ke permukaan.^[76] Sumber umum lain yang menjaga intan tetap utuh adalah eklogit, suatu batuan metamorf yang biasanya terbentuk dari basal saat lempeng samudra menunjam ke dalam mantel di zona subduksi.^[31]

Sebagian kecil intan (sekitar 150 telah dipelajari) berasal dari kedalaman 330–660 km, suatu wilayah yang mencakup zona transisi. Mereka terbentuk dalam eklogit tetapi dibedakan dari intan yang berasal dari tempat yang lebih dangkal oleh inklusi majorit (suatu bentuk garnet dengan kelebihan silikon). Proporsi intan yang serupa berasal dari mantel bawah pada kedalaman antara 660 dan 800 km.^[31]

Intan stabil secara termodinamika pada tekanan dan suhu tinggi, dengan transisi fase dari grafit terjadi pada suhu yang lebih tinggi seiring meningkatnya tekanan. Dengan demikian, di bawah benua, intan menjadi stabil pada suhu 950 derajat Celsius dan tekanan 4,5 gigapascal, yang bersesuaian dengan kedalaman 150 kilometer atau lebih. Di zona subduksi, yang lebih dingin, intan menjadi stabil pada suhu 800 °C dan tekanan 3,5 gigapascal. Pada kedalaman lebih dari 240 km, fase logam besi–nikel hadir dan karbon kemungkinan besar terlarut di dalamnya atau dalam bentuk karbida. Oleh karena itu, asal-usul yang lebih dalam dari beberapa intan mungkin mencerminkan lingkungan pertumbuhan yang tidak biasa.^[31][76]

Pada tahun 2018, sampel alami pertama yang diketahui dari fase es yang disebut Es VII ditemukan sebagai inklusi dalam sampel intan. Inklusi tersebut terbentuk pada kedalaman antara 400 dan 800 km, yang menjangkau mantel atas dan bawah, serta memberikan bukti adanya fluida kaya air pada kedalaman ini.^[85][86]

Sumber karbon

Mantel memiliki sekitar satu miliar gigaton karbon (sebagai perbandingan, sistem atmosfer-lautan memiliki sekitar 44.000 gigaton).^[87] Karbon memiliki dua isotop stabil, ¹²C dan ¹³C, dalam rasio massa sekitar 99:1.^[76] Rasio ini memiliki rentang yang luas dalam meteorit, yang menyiratkan bahwa rasio tersebut juga sangat bervariasi pada masa awal Bumi. Rasio ini juga dapat diubah oleh proses permukaan seperti fotosintesis. Fraksi ini umumnya dibandingkan dengan sampel standar menggunakan rasio δ¹³C yang dinyatakan dalam bagian per seribu (permil). Batuan umum dari mantel seperti basal, karbonatit, dan kimberlit memiliki rasio antara −8 dan −2. Di permukaan, sedimen organik memiliki rata-rata −25 sedangkan karbonat memiliki rata-rata 0.^[31]

Populasi intan dari sumber yang berbeda memiliki distribusi δ¹³C yang sangat bervariasi. Intan peridotitik sebagian besar berada dalam rentang mantel yang khas; intan eklogitik memiliki nilai dari −40 hingga +3, meskipun puncak distribusinya berada dalam rentang mantel. Variabilitas ini menyiratkan bahwa mereka tidak terbentuk dari karbon yang bersifat primordial (telah berada di mantel sejak Bumi terbentuk). Sebaliknya, mereka adalah hasil dari proses tektonik, meskipun (mengingat usia intan) belum tentu proses tektonik yang sama dengan yang bekerja saat ini.^[76] Karbon pembentuk intan berasal dari sekitar 700 kilometer teratas mantel atas yang paling dekat dengan permukaan, yang dikenal sebagai astenosfer.^[31]

Pembentukan dan pertumbuhan

Intan di dalam mantel terbentuk melalui proses metasomatik, yaitu ketika fluida atau lelehan C–O–H–N–S melarutkan mineral dalam batuan dan menggantikannya dengan mineral baru. (Istilah samar C–O–H–N–S umum digunakan karena komposisi pastinya tidak diketahui.) Intan terbentuk dari fluida ini entah melalui reduksi karbon teroksidasi (misalnya CO₂ atau CO₃) atau oksidasi fase tereduksi seperti metana.^[31]

Dengan menggunakan wahana seperti cahaya terpolarisasi, fotoluminesensi, dan katodoluminesensi, serangkaian zona pertumbuhan dapat diidentifikasi di dalam intan. Pola karakteristik pada intan yang berasal dari litosfer melibatkan serangkaian zona yang hampir konsentris dengan osilasi luminesensi yang sangat tipis serta episode bergantian tempat karbon diresorpsi oleh fluida dan kemudian ditumbuhkan kembali. Intan dari bawah litosfer memiliki tekstur yang lebih tidak beraturan dan hampir polikristalin, yang mencerminkan suhu dan tekanan yang lebih tinggi serta pengangkutan intan melalui konveksi.^[76]

Pengangkutan ke permukaan

Bukti geologis mendukung model di mana magma kimberlit naik dengan kecepatan 4–20 meter per detik, menciptakan jalur ke atas melalui perekahan hidraulis pada batuan. Seiring menurunnya tekanan, fase uap tereksolusi dari magma, dan hal ini membantu menjaga magma tetap cair. Di permukaan, letusan awal meledak keluar melalui celah-celah dengan kecepatan tinggi (lebih dari 200 m/s (450 mph)). Kemudian, pada tekanan yang lebih rendah, batuan tererosi, membentuk pipa dan menghasilkan batuan yang terfragmentasi (breksi). Saat letusan mereda, terjadi fase piroklastik dan kemudian metamorfisme serta hidrasi menghasilkan serpentinit.^[76]

Intan ganda

Dalam kasus yang langka, ditemukan intan yang mengandung rongga di dalamnya yang berisi intan kedua. Intan ganda pertama, Matryoshka, ditemukan oleh Alrosa di Yakutia, Rusia, pada tahun 2019.^[88] Satu lagi ditemukan di Ladang Intan Ellendale di Australia Barat pada tahun 2021.^[89]

Di luar angkasa

Meskipun intan di Bumi langka, mereka sangat umum di luar angkasa. Dalam meteorit, sekitar tiga persen karbon berada dalam bentuk nanointan, yang memiliki diameter beberapa nanometer. Intan yang cukup kecil dapat terbentuk di dinginnya luar angkasa karena energi permukaan yang lebih rendah membuatnya lebih stabil daripada grafit. Tanda tangan isotop dari beberapa nanointan menunjukkan bahwa mereka terbentuk di luar Tata Surya di dalam bintang-bintang.^[90]

Eksperimen tekanan tinggi memprediksi bahwa intan dalam jumlah besar berkondensasi dari metana menjadi "hujan intan" di planet raksasa es Uranus dan Neptunus.^[91][92][93] Beberapa planet ekstrasurya mungkin hampir seluruhnya tersusun dari intan.^[94]

Intan mungkin ada di bintang-bintang kaya karbon, khususnya katai putih. Satu teori mengenai asal-usul carbonado, bentuk intan yang paling tangguh, adalah bahwa ia berasal dari katai putih atau supernova.^[95][96] Intan yang terbentuk di bintang-bintang mungkin merupakan mineral yang pertama kali ada.^[97]

Intan kualitas permata

Dispersi cahaya putih menjadi warna spektral adalah karakteristik gemologis utama dari intan permata. Pada abad ke-20, para ahli gemologi mengembangkan metode penilaian intan dan batu permata lainnya berdasarkan karakteristik yang paling penting bagi nilainya sebagai permata. Empat karakteristik, yang dikenal secara informal sebagai empat C (four Cs), kini umum digunakan sebagai deskriptor dasar intan: massa dalam karat (satu karat setara dengan 0,2 gram), potongan (kualitas potongan dinilai menurut proporsi, simetri, dan polisan), warna (seberapa dekat dengan putih atau tak berwarna; untuk intan fancy seberapa intens ronanya), dan kejernihan (seberapa bebas ia dari inklusi). Sebuah intan besar tanpa cacat dikenal sebagai paragon.^[98]

Perdagangan besar dalam intan kualitas permata memang eksis. Meskipun sebagian besar intan kualitas permata dijual dalam keadaan baru dipoles, terdapat pasar yang mapan untuk penjualan kembali intan poles (misalnya pegadaian, lelang, toko perhiasan bekas, diamantaire, bursa, dll.). Salah satu ciri khas perdagangan intan kualitas permata adalah konsentrasinya yang luar biasa: perdagangan grosir dan pemotongan intan terbatas hanya di beberapa lokasi; pada tahun 2003, 92% intan dunia dipotong dan dipoles di Surat, India.^[99] Pusat pemotongan dan perdagangan intan penting lainnya adalah distrik intan Antwerpen di Belgia, tempat International Gemological Institute bermarkas, London, Distrik Intan di Kota New York, Distrik Bursa Intan di Tel Aviv, dan Amsterdam. Salah satu faktor penyebabnya adalah sifat geologis endapan intan: beberapa tambang pipa kimberlit primer yang besar masing-masing menyumbang porsi pangsa pasar yang signifikan (seperti tambang Jwaneng di Botswana, yang merupakan tambang lubang tunggal besar yang dapat memproduksi antara 12.500.000 dan 15.000.000 carat (2.500 dan 3.000 kg) intan per tahun^[100]).

Produksi dan distribusi intan sebagian besar terkonsolidasi di tangan beberapa pemain kunci, dan terkonsentrasi di pusat perdagangan intan tradisional, yang paling penting adalah Antwerpen, tempat 80% dari semua intan kasar, 50% dari semua intan potong, dan lebih dari 50% gabungan dari semua intan kasar, potong, dan industri ditangani.^[101] Hal ini menjadikan Antwerpen sebagai "ibu kota intan dunia" secara de facto.^[102] Kota Antwerpen juga menjadi tuan rumah bagi Antwerpsche Diamantkring, yang didirikan pada tahun 1929 untuk menjadi bursa intan pertama dan terbesar yang dikhususkan untuk intan kasar.^[103] Pusat intan penting lainnya adalah Kota New York, tempat hampir 80% intan dunia dijual, termasuk penjualan lelang.^[101]

Perusahaan De Beers, sebagai perusahaan pertambangan intan terbesar di dunia, memegang posisi dominan dalam industri ini, dan telah melakukannya tidak lama setelah didirikan pada tahun 1888 oleh pengusaha Inggris Cecil Rhodes. De Beers saat ini merupakan operator fasilitas produksi intan (tambang) dan saluran distribusi terbesar di dunia untuk intan kualitas permata. Diamond Trading Company (DTC) adalah anak perusahaan De Beers dan memasarkan intan kasar dari tambang yang dioperasikan De Beers. De Beers dan anak perusahaannya memiliki tambang yang memproduksi sekitar 40% produksi intan dunia tahunan. Selama sebagian besar abad ke-20, lebih dari 80% intan kasar dunia melewati De Beers,^[104] namun pada 2001–2009 angka tersebut telah menurun menjadi sekitar 45%,^[105] dan pada tahun 2013 pangsa pasar perusahaan semakin menurun menjadi sekitar 38% dalam hal nilai dan bahkan lebih sedikit dalam hal volume.^[106] De Beers menjual sebagian besar stok intannya pada akhir 1990-an – awal 2000-an^[107] dan sisanya sebagian besar merupakan stok kerja (intan yang sedang disortir sebelum dijual).^[108] Hal ini didokumentasikan dengan baik di pers^[109] namun masih sedikit diketahui oleh masyarakat umum.

Sebagai bagian dari pengurangan pengaruhnya, De Beers menarik diri dari pembelian intan di pasar terbuka pada tahun 1999 dan berhenti, pada akhir tahun 2008, membeli intan Rusia yang ditambang oleh perusahaan intan Rusia terbesar Alrosa.^[110] Per Januari 2011, De Beers menyatakan bahwa mereka hanya menjual intan dari empat negara berikut: Botswana, Namibia, Afrika Selatan, dan Kanada.^[111] Selain Alrosa, perusahaan pertambangan intan penting lainnya termasuk BHP, yang merupakan perusahaan pertambangan terbesar di dunia;^[112] Rio Tinto, pemilik tambang intan Argyle (100%), Diavik (60%), dan Murowa (78%);^[113] serta Petra Diamonds, pemilik beberapa tambang intan besar di Afrika.

Lebih jauh ke hilir dalam rantai pasokan, anggota World Federation of Diamond Bourses (WFDB) bertindak sebagai perantara pertukaran intan grosir, memperdagangkan intan poles maupun kasar. WFDB terdiri dari bursa intan independen di pusat pemotongan utama seperti Tel Aviv, Antwerpen, Johannesburg, dan kota-kota lain di AS, Eropa, dan Asia.^[44] Pada tahun 2000, WFDB dan Asosiasi Produsen Intan Internasional mendirikan World Diamond Council untuk mencegah perdagangan intan yang digunakan untuk mendanai perang dan tindakan tidak manusiawi. Kegiatan tambahan WFDB meliputi pensponsoran World Diamond Congress setiap dua tahun, serta pembentukan International Diamond Council (IDC) untuk mengawasi penilaian intan.^[114]

Setelah dibeli oleh Sightholders (istilah merek dagang yang merujuk pada perusahaan yang memiliki kontrak pasokan tiga tahun dengan DTC), intan dipotong dan dipoles sebagai persiapan untuk dijual sebagai batu permata (batu 'industri' dianggap sebagai produk sampingan dari pasar batu permata; batu ini digunakan untuk abrasif).^[115] Pemotongan dan pemolesan intan kasar adalah keterampilan khusus yang terkonsentrasi di sejumlah lokasi terbatas di seluruh dunia.^[115] Pusat pemotongan intan tradisional adalah Antwerpen, Amsterdam, Johannesburg, Kota New York, dan Tel Aviv. Baru-baru ini, pusat pemotongan intan telah didirikan di Tiongkok, India, Thailand, Namibia, dan Botswana.^[115] Pusat pemotongan dengan biaya tenaga kerja lebih rendah, terutama Surat di Gujarat, India, menangani intan karat kecil dalam jumlah yang lebih besar, sedangkan intan yang lebih besar atau lebih berharga dalam jumlah kecil lebih mungkin ditangani di Eropa atau Amerika Utara. Ekspansi industri ini baru-baru ini di India, yang mempekerjakan tenaga kerja berbiaya rendah, telah memungkinkan intan yang lebih kecil disiapkan sebagai permata dalam jumlah yang lebih besar daripada yang sebelumnya layak secara ekonomi.^[101]

Intan yang disiapkan sebagai batu permata (berlian) dijual di bursa intan (bourses). Terdapat 28 bursa intan terdaftar di dunia.^[116] Bursa adalah langkah akhir yang dikontrol ketat dalam rantai pasokan intan; pedagang grosir dan bahkan pengecer dapat membeli lot intan yang relatif kecil di bursa, yang setelah itu disiapkan untuk penjualan akhir ke konsumen. Intan dapat dijual dalam keadaan sudah terpasang pada perhiasan, atau dijual tanpa ikatan ("lepasan"). Menurut Rio Tinto, pada tahun 2002 intan yang diproduksi dan dilepas ke pasar bernilai US$9 miliar sebagai intan kasar, US$14 miliar setelah dipotong dan dipoles, US$28 miliar dalam perhiasan intan grosir, dan US$57 miliar dalam penjualan eceran.^[117]

Pemotongan

Artikel utama: Pemotongan intan dan Potongan intan

Intan kasar hasil tambang diubah menjadi permata melalui proses bertahap yang disebut "pemotongan". Intan sangatlah keras, namun juga getas dan dapat terbelah oleh satu pukulan. Oleh karena itu, pemotongan intan secara tradisional dianggap sebagai prosedur rumit yang memerlukan keterampilan, pengetahuan ilmiah, peralatan, dan pengalaman. Tujuan akhirnya adalah menghasilkan permata berfaset dengan sudut-sudut spesifik antar faset yang akan mengoptimalkan kilau intan, yaitu dispersi cahaya putih, sedangkan jumlah dan luas faset akan menentukan berat produk akhir. Pengurangan berat saat pemotongan sangat signifikan dan bisa mencapai kisaran 50%.^[118] Beberapa bentuk yang memungkinkan dipertimbangkan, namun keputusan akhir sering kali ditentukan tidak hanya oleh pertimbangan ilmiah, tetapi juga pertimbangan praktis. Sebagai contoh, intan mungkin ditujukan untuk dipajang atau dikenakan, dalam cincin atau kalung, tunggal atau dikelilingi oleh permata lain dengan warna dan bentuk tertentu.^[119] Beberapa bentuk dianggap klasik, seperti intan bulat, pir, marquise, oval, hati dan panah, dll. Beberapa di antaranya bersifat khusus, diproduksi oleh perusahaan tertentu, misalnya intan Phoenix, Cushion, Sole Mio, dll.^[120]

Bagian yang paling memakan waktu dari pemotongan adalah analisis awal batu kasar. Tahap ini perlu menangani sejumlah besar masalah, memikul tanggung jawab besar, dan oleh karenanya dapat berlangsung selama bertahun-tahun untuk kasus intan yang unik. Masalah-masalah berikut dipertimbangkan:

• Kekerasan intan dan kemampuannya untuk membelah sangat bergantung pada orientasi kristal. Oleh karena itu, struktur kristalografi intan yang akan dipotong dianalisis menggunakan difraksi sinar-X untuk memilih arah pemotongan yang optimal.
• Sebagian besar intan mengandung inklusi non-intan dan cacat kristal yang terlihat. Pemotong harus memutuskan cacat mana yang akan dihilangkan melalui pemotongan dan mana yang dapat dipertahankan.
• Membelah intan dengan palu itu sulit; pukulan bersudut yang diperhitungkan dengan baik dapat memotong intan, sepotong demi sepotong, tetapi juga dapat merusak intan itu sendiri. Sebagai alternatif, intan dapat dipotong dengan gergaji intan, yang merupakan metode yang lebih andal.^[119][121]

Setelah pemotongan awal, intan dibentuk dalam berbagai tahap pemolesan. Berbeda dengan pemotongan, yang merupakan operasi yang bertanggung jawab namun cepat, pemolesan menghilangkan material melalui erosi bertahap dan sangat memakan waktu. Teknik terkait telah dikembangkan dengan baik; hal ini dianggap sebagai rutinitas dan dapat dilakukan oleh teknisi.^[122] Setelah dipoles, intan diperiksa kembali untuk kemungkinan cacat, baik yang tersisa maupun yang timbul akibat proses tersebut. Cacat-cacat tersebut disembunyikan melalui berbagai teknik peningkatan kualitas intan, seperti pemolesan ulang, pengisian retakan, atau penataan batu yang cerdas dalam perhiasan. Inklusi non-intan yang tersisa dihilangkan melalui pengeboran laser dan pengisian rongga yang dihasilkan.^[40]

Pemasaran

Pemasaran telah secara signifikan memengaruhi citra intan sebagai komoditas berharga. N. W. Ayer & Son, firma periklanan yang disewa oleh De Beers pada pertengahan abad ke-20, berhasil menghidupkan kembali pasar intan Amerika dan firma tersebut menciptakan pasar baru di negara-negara yang sebelumnya tidak memiliki tradisi intan. Pemasaran N. W. Ayer mencakup penempatan produk, iklan yang berfokus pada produk intan itu sendiri alih-alih merek De Beers, serta asosiasi dengan selebritas dan keluarga kerajaan. Tanpa mengiklankan merek De Beers, De Beers juga mengiklankan produk intan pesaingnya,^[123] namun hal ini tidak menjadi masalah karena De Beers mendominasi pasar intan sepanjang abad ke-20. Pangsa pasar De Beers turun sementara ke posisi kedua di pasar global di bawah Alrosa setelah krisis ekonomi global tahun 2008, turun menjadi kurang dari 29% dalam hal karat yang ditambang, bukan yang dijual.^[124] Kampanye tersebut berlangsung selama beberapa dekade tetapi secara efektif dihentikan pada awal 2011. De Beers masih mengiklankan intan, tetapi iklannya kini sebagian besar mempromosikan mereknya sendiri, atau lini produk berlisensi, alih-alih produk intan yang sepenuhnya "generik".^[124] Kampanye ini mungkin paling baik diabadikan oleh slogan "intan adalah selamanya".^[8] Slogan ini sekarang digunakan oleh De Beers Diamond Jewelers,^[125] sebuah firma perhiasan yang merupakan usaha patungan 50/50% antara perusahaan pertambangan De Beers dan LVMH, konglomerat barang mewah.

Intan berwarna cokelat merupakan bagian yang signifikan dari produksi intan, dan sebelumnya lebih banyak digunakan untuk keperluan industri. Mereka dipandang tidak berharga untuk perhiasan (bahkan tidak dinilai pada skala warna intan). Setelah pengembangan tambang intan Argyle di Australia pada tahun 1986, dan pemasaran, intan cokelat telah menjadi permata yang dapat diterima.^[126][127] Perubahan ini sebagian besar disebabkan oleh jumlah: tambang Argyle, dengan 35.000.000 carat (7.000 kg) intan per tahun, menyumbang sekitar sepertiga dari produksi global intan alami;^[128] 80% intan Argyle berwarna cokelat.^[129]

Intan kualitas industri

Intan industri dihargai terutama karena kekerasan dan konduktivitas termalnya, yang menjadikan banyak karakteristik gemologis intan, seperti 4 C, tidak relevan untuk sebagian besar aplikasi. Delapan puluh persen intan yang ditambang (setara dengan sekitar 135.000.000 carat (27.000 kg) per tahun) tidak cocok untuk digunakan sebagai batu permata dan digunakan secara industri.^[130] Selain intan hasil tambang, intan sintetis menemukan aplikasi industri segera setelah penemuannya pada tahun 1950-an; pada tahun 2014, 4.500.000.000 carat (900.000 kg) intan sintetis diproduksi, 90% di antaranya diproduksi di Tiongkok. Sekitar 90% dari pasir gerinda intan saat ini berasal dari sintetis.^[131]

Batasan antara intan kualitas permata dan intan industri tidak didefinisikan dengan jelas dan sebagian bergantung pada kondisi pasar (misalnya, jika permintaan intan poles tinggi, beberapa batu kualitas rendah akan dipoles menjadi batu permata berkualitas rendah atau kecil alih-alih dijual untuk penggunaan industri). Dalam kategori intan industri, terdapat sub-kategori yang terdiri dari batu kualitas terendah, sebagian besar buram, yang dikenal sebagai bort.^[132]

Penggunaan intan secara industri secara historis dikaitkan dengan kekerasannya, yang menjadikan intan sebagai material ideal untuk perkakas pemotong dan penggerinda. Sebagai material alami terkeras yang diketahui, intan dapat digunakan untuk memoles, memotong, atau mengikis material apa pun, termasuk intan lainnya. Aplikasi industri umum dari sifat ini meliputi mata bor dan gergaji berujung intan, serta penggunaan bubuk intan sebagai abrasif. Intan kualitas industri yang lebih murah (bort) dengan lebih banyak cacat dan warna yang lebih buruk daripada permata, digunakan untuk tujuan tersebut.^[133] Intan tidak cocok untuk memproses paduan fero pada kecepatan tinggi, karena karbon larut dalam besi pada suhu tinggi yang tercipta oleh pemesinan kecepatan tinggi, yang menyebabkan keausan yang sangat meningkat pada perkakas intan dibandingkan dengan alternatifnya.^[134]

Aplikasi khusus mencakup penggunaan di laboratorium sebagai penahan untuk eksperimen tekanan tinggi (lihat sel paron intan), bantalan berkinerja tinggi, dan penggunaan terbatas pada jendela khusus.^[132] Dengan kemajuan yang terus-menerus dalam produksi intan sintetis, aplikasi masa depan menjadi semakin layak. Konduktivitas termal intan yang tinggi membuatnya cocok sebagai benam panas untuk sirkuit terpadu dalam elektronika.^[135]

Pertambangan

Sekitar 130.000.000 carat (26.000 kg) intan ditambang setiap tahun, dengan nilai total hampir US$9 miliar, dan sekitar 100.000 kg (220.000 pon) disintesis setiap tahun.^[136]

Kira-kira 49% intan berasal dari Afrika Tengah dan Afrika bagian selatan, meskipun sumber mineral yang signifikan telah ditemukan di Kanada, India, Rusia, Brasil, dan Australia.^[131] Intan ditambang dari pipa vulkanik kimberlit dan lamproit, yang dapat membawa kristal intan, yang berasal dari jauh di dalam Bumi tempat tekanan dan suhu tinggi memungkinkannya terbentuk, ke permukaan. Pertambangan dan distribusi intan alami sering menjadi subjek kontroversi seperti kekhawatiran atas penjualan intan berdarah atau intan konflik oleh kelompok paramiliter Afrika.^[137] Rantai pasokan intan dikendalikan oleh sejumlah terbatas bisnis yang kuat, dan juga sangat terkonsentrasi di sejumlah kecil lokasi di seluruh dunia.

Hanya sebagian kecil dari bijih intan yang terdiri dari intan sebenarnya. Bijih tersebut dihancurkan, yang mana selama proses ini diperlukan kehati-hatian agar tidak menghancurkan intan yang lebih besar, dan kemudian disortir berdasarkan densitasnya. Saat ini, intan dilokalisasi dalam fraksi densitas kaya intan dengan bantuan fluoresensi sinar-X, setelah itu langkah penyortiran akhir dilakukan dengan tangan. Sebelum penggunaan sinar-X menjadi hal yang lumrah,^[118] pemisahan dilakukan dengan sabuk gemuk; intan memiliki kecenderungan yang lebih kuat untuk menempel pada gemuk daripada mineral lain dalam bijih tersebut.^[44]

Secara historis, intan hanya ditemukan dalam endapan aluvial di Guntur dan distrik Krishna di delta Sungai Krishna di India Selatan.^[138] India memimpin dunia dalam produksi intan sejak masa penemuannya sekitar abad ke-9 SM^[5][139] hingga pertengahan abad ke-18 M, namun potensi komersial sumber-sumber ini telah habis pada akhir abad ke-18 dan pada saat itu India tertandingi oleh Brasil tempat intan non-India pertama ditemukan pada tahun 1725.^[5] Saat ini, salah satu tambang India yang paling terkemuka terletak di Panna.^[140]

Ekstraksi intan dari endapan primer (kimberlit dan lamproit) dimulai pada tahun 1870-an setelah penemuan Diamond Fields di Afrika Selatan.^[141] Produksi telah meningkat seiring waktu dan kini total akumulasi 4.500.000.000 carat (900.000 kg) telah ditambang sejak tanggal tersebut.^[142] Dua puluh persen dari jumlah tersebut telah ditambang dalam lima tahun terakhir, dan selama 10 tahun terakhir, sembilan tambang baru telah memulai produksi; empat lagi menunggu untuk segera dibuka. Sebagian besar tambang ini berlokasi di Kanada, Zimbabwe, Angola, dan satu di Rusia.^[142]

Di AS, intan telah ditemukan di Arkansas, Colorado, New Mexico, Wyoming, dan Montana.^[143][144] Pada tahun 2004, penemuan intan mikroskopis di AS memicu pengambilan sampel curah pada Januari 2008 terhadap pipa kimberlit di bagian terpencil Montana. Taman Negara Bagian Kawah Intan di Arkansas terbuka untuk umum, dan merupakan satu-satunya tambang di dunia tempat masyarakat umum dapat menggali intan.^[144]

Saat ini, sebagian besar endapan intan yang layak secara komersial berada di Rusia (terutama di Republik Sakha, contohnya pipa Mir dan pipa Udachnaya), Botswana, Australia (Australia Utara dan Australia Barat) dan Republik Demokratik Kongo.^[145] Pada tahun 2005, Rusia memproduksi hampir seperlima dari keluaran intan global, menurut Survei Geologi Inggris. Australia membanggakan pipa berintan terkaya, dengan produksi dari tambang intan Argyle mencapai tingkat puncak 42 metrik ton per tahun pada tahun 1990-an.^[143][146] Ada pula endapan komersial yang sedang ditambang secara aktif di Wilayah Barat Laut Kanada dan Brasil.^[131] Para prospektor intan terus mencari pipa kimberlit dan lamproit yang mengandung intan di seluruh dunia.

Sintetis

Intan sintetis adalah intan yang diproduksi di laboratorium, berbeda dengan intan yang ditambang dari Bumi. Kegunaan gemologis dan industri dari intan telah menciptakan permintaan besar akan batu kasar. Permintaan ini sebagian besar telah dipenuhi oleh intan sintetis, yang telah diproduksi melalui berbagai proses selama lebih dari setengah abad. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, dimungkinkan untuk memproduksi intan sintetis kualitas permata dengan ukuran yang signifikan.^[75] Dimungkinkan untuk membuat batu permata sintetis tak berwarna yang, pada tingkat molekuler, identik dengan batu alami dan secara visual sangat mirip sehingga hanya seorang ahli gemologi dengan peralatan khusus yang dapat membedakannya.^[152]

Sebagian besar intan sintetis yang tersedia secara komersial berwarna kuning dan diproduksi melalui proses yang disebut tekanan-tinggi suhu-tinggi (HPHT).^[153] Warna kuning disebabkan oleh ketakmurnian nitrogen. Warna lain juga dapat direproduksi seperti biru, hijau, atau merah jambu, yang merupakan hasil dari penambahan boron atau dari iradiasi setelah sintesis.^[154]

Metode populer lainnya untuk menumbuhkan intan sintetis adalah pengendapan uap kimia (CVD). Pertumbuhan terjadi di bawah tekanan rendah (di bawah tekanan atmosfer). Metode ini melibatkan pengumpanan campuran gas (biasanya 1 hingga 99 metana terhadap hidrogen) ke dalam suatu bejana dan memecahnya menjadi radikal yang aktif secara kimia dalam plasma yang disulut oleh gelombang mikro, filamen panas, lepasan busur, obor las, atau laser.^[155] Metode ini sebagian besar digunakan untuk pelapisan, tetapi juga dapat menghasilkan kristal tunggal berukuran beberapa milimeter (lihat gambar).^[136]

Per tahun 2010, hampir semua 5.000 juta karat (1.000 ton) intan sintetis yang diproduksi per tahun ditujukan untuk penggunaan industri. Sekitar 50% dari 133 juta karat intan alami yang ditambang per tahun berakhir pada penggunaan industri.^[152][156] Biaya perusahaan pertambangan rata-rata 40 hingga 60 dolar AS per karat untuk intan alami tak berwarna, sedangkan biaya produsen sintetis rata-rata $2.500 per karat untuk intan sintetis kualitas permata tak berwarna.^[152]: 79 Namun, seorang pembeli lebih mungkin menjumpai intan sintetis ketika mencari intan berwarna mewah (fancy-colored) karena hanya 0,01% intan alami yang berwarna mewah, sementara sebagian besar intan sintetis diberi warna dengan cara tertentu.^[157]

• 
  Intan sintetis dengan berbagai warna yang ditumbuhkan dengan teknik tekanan-tinggi suhu-tinggi
• 
  Permata tak berwarna yang dipotong dari intan yang ditumbuhkan melalui pengendapan uap kimia

Simulan

Simulan intan adalah material bukan intan yang digunakan untuk mensimulasikan tampilan intan, dan mungkin disebut sebagai diamante. Zirkonia kubus adalah yang paling umum. Batu permata moissanit (silikon karbida) dapat diperlakukan sebagai simulan intan, meskipun biaya produksinya lebih mahal daripada zirkonia kubus. Keduanya diproduksi secara sintetis.^[158]

Peningkatan kualitas

Peningkatan kualitas intan adalah perlakuan khusus yang dilakukan pada intan alami atau sintetis (biasanya yang sudah dipotong dan dipoles menjadi permata), yang dirancang untuk memperbaiki karakteristik gemologis batu tersebut dalam satu atau beberapa cara. Ini termasuk pengeboran laser untuk menghilangkan inklusi, penerapan penutup (sealant) untuk mengisi retakan, perlakuan untuk meningkatkan tingkat warna intan putih, dan perlakuan untuk memberikan warna fancy (mewah) pada intan putih.^[159]

Pelapisan makin sering digunakan untuk memberikan tampilan yang lebih "mirip intan" pada simulan intan seperti zirkonia kubus. Salah satu zat tersebut adalah karbon mirip intan—suatu material berkarbon amorf yang memiliki beberapa sifat fisik yang mirip dengan intan. Iklan menyiratkan bahwa pelapisan semacam itu akan mentransfer beberapa sifat mirip intan ini ke batu yang dilapisi, sehingga meningkatkan kualitas simulan intan tersebut. Teknik seperti spektroskopi Raman seharusnya dapat dengan mudah mengidentifikasi perlakuan semacam itu.^[160]

Identifikasi

Uji identifikasi intan masa awal mencakup uji gores yang mengandalkan kekerasan intan yang unggul. Uji ini bersifat merusak, karena sebuah intan dapat menggores intan lainnya, dan jarang digunakan saat ini. Sebaliknya, identifikasi intan mengandalkan konduktivitas termalnya yang unggul. Probe termal elektronik digunakan secara luas di pusat-pusat gemologi untuk memisahkan intan dari tiruannya. Probe ini terdiri dari sepasang termistor bertenaga baterai yang dipasang pada ujung tembaga halus. Satu termistor berfungsi sebagai pemanas sementara yang lain mengukur suhu ujung tembaga: jika batu yang diuji adalah intan, ia akan menghantarkan energi panas dari ujung tersebut dengan cukup cepat untuk menghasilkan penurunan suhu yang terukur. Uji ini memakan waktu sekitar dua hingga tiga detik.^[161]

Meskipun probe termal dapat memisahkan intan dari sebagian besar simulannya, membedakan antara berbagai jenis intan, misalnya sintetis atau alami, iradiasi atau non-iradiasi, dll., memerlukan teknik optik yang lebih canggih. Teknik-teknik tersebut juga digunakan untuk beberapa simulan intan, seperti silikon karbida, yang lolos uji konduktivitas termal. Teknik optik dapat membedakan antara intan alami dan intan sintetis. Teknik ini juga dapat mengidentifikasi sebagian besar intan alami yang telah diperlakukan.^[162] Kristal "sempurna" (pada tingkat kisi atom) tidak pernah ditemukan, sehingga baik intan alami maupun sintetis selalu memiliki ketidaksempurnaan karakteristik, yang muncul dari keadaan pertumbuhan kristalnya, yang memungkinkan keduanya untuk dibedakan satu sama lain.^[163]

Laboratorium menggunakan teknik seperti spektroskopi, mikroskopi, dan luminesensi di bawah cahaya ultraviolet gelombang pendek untuk menentukan asal-usul intan.^[162] Mereka juga menggunakan instrumen yang dibuat khusus untuk membantu mereka dalam proses identifikasi. Dua instrumen penyaringan adalah DiamondSure dan DiamondView, keduanya diproduksi oleh DTC dan dipasarkan oleh GIA.^[164]

Beberapa metode untuk mengidentifikasi intan sintetis dapat dilakukan, bergantung pada metode produksi dan warna intan. Intan CVD biasanya dapat diidentifikasi melalui fluoresensi jingga. Intan berwarna D–J dapat disaring melalui Diamond Spotter milik Institut Gemologi Swiss.^[165] Batu dalam rentang warna D–Z dapat diperiksa melalui spektrometer UV/tampak DiamondSure, sebuah alat yang dikembangkan oleh De Beers.^[163] Demikian pula, intan alami biasanya memiliki ketidaksempurnaan dan cacat kecil, seperti inklusi material asing, yang tidak terlihat pada intan sintetis.

Perangkat penyaringan yang didasarkan pada deteksi tipe intan dapat digunakan untuk membedakan antara intan yang sudah pasti alami dan intan yang berpotensi sintetis. Intan yang berpotensi sintetis tersebut memerlukan penyelidikan lebih lanjut di laboratorium khusus. Contoh perangkat penyaringan komersial adalah D-Screen (WTOCD / HRD Antwerp), Alpha Diamond Analyzer (Bruker / HRD Antwerp), dan D-Secure (DRC Techno).