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钻石面面观

来源:博闻网 时间:2009-04-02 02:10:25

下次您去大型购物中心的时候,在珠宝店旁驻足观望一会儿。您就会发现钻石是这里绝对的主角:橱窗的大部分位置被钻石首饰占据着,出售钻石的柜台前人头攒动,人们驻足于柜台前精挑细选,希望挑选一颗合适的钻石送给心爱的人。此时肯定会有售货员在向年轻的顾客解释所谓的“4C标准”:切工(cut)、净度(clarity)、克拉重量(carat)和颜色(color),说明为什么一颗钻石的品质比另一颗好。人们为什么会对钻石如此痴迷?

陈列于美国自然历史博物馆的胡克(Hooker)钻石项链、耳饰和戒指
史密森尼博物院/奇普·克拉克供图
陈列于美国自然历史博物馆的胡克(Hooker)钻石项链、耳饰和戒指

其实钻石的成分就是碳而已,只是其中的碳原子排列最为紧密。而碳元素占据了人体18%的体重。在很多国家(如美国和日本等),钻石是最受宠爱的宝石,但实际上它并不比其他珍贵珠宝更稀有。钻石的市场价格之所以远高于其他珠宝是因为垄断集团控制了大部分的钻石市场。

在本文中,我们将追踪一颗钻石从形成到露出地表的过程,还将分析钻石卡特尔戴比尔斯怎样人为地提高钻石的稀缺度,然后简单讨论一下钻石的性质。

太古代克拉通

太古代克拉通内的温度能达到摄氏900度。钻石通常在这些位置形成。根据Rex Diamond Mining Corp.的资料,太古代克拉通是稳定的水平地层,形成于数十亿年前,从未被大规模构造事件所波及。七大洲中的大多数大陆的中央都存在这种稳定地层,因为大部分构造事件都发生在大陆的边缘。

碳是地球上最常见的化学元素之一,也是构成生命体的四种基本元素之一。人体体重的18%是碳。我们呼吸的空气中也存在着碳。碳在自然界中有以下三种存在形式:

  • 钻石 ——极度坚硬的无色晶体
  • 石墨 ——黑色纯碳矿物,质软。其分子结构不如钻石紧凑,因此硬度较低。
  • 富勒体 ——这种矿物的每个分子严格地由60个碳原子构成一个球形。这种同素异型体是在1990年发现的。

钻石形成于地表以下161公里,位于地幔的岩浆层。那里有适合将碳转化成钻石的压力和温度条件。钻石的形成对压力和温度要求很高,碳必需在压力大于2998兆帕,温度高于400摄氏度的条件下才能转化成钻石,任何一个条件不满足,就会形成石墨。在地表下150公里处或更深位置,压力超过5000兆帕,温度则能达到摄氏1,200度以上。

钻石形成地

我们今天看到的钻石大都形成于数百万(甚至是数十亿)年前。剧烈的岩浆喷发将它们带到地表,并同时形成了金伯利岩管。

太空中的钻石
金刚石并不是地球所独有的。科学家们相信未来某一天会在月球上发现钻石。根据一个致力于建立永久月球社区的组织阿耳特弥斯计划(Artemis Project)的资料,月球岩土样本显示地球地壳的含碳量比月球地壳高10倍。但该组织同时认为,钻石很可能埋藏在月球地表以下,致使阿波罗飞船的宇航员没能探测到。

与此同时,有科学证据表明海王星和天王星上存在的钻石可能更多。因为这两颗行星含有大量的甲烷(一种碳氢化合物)。加州大学伯克利分校研究人员的实验显示,用激光束照射高压液化甲烷,可以产生钻石粉末。天王星和海王星被一层主要成分是氢气和氦气的外层大气包围着,内部含有大量的甲烷,含量约为10%到15%。科学家们认为,这些甲烷可能在很浅的深度下就能形成钻石。点击此处以了解关于伯克利校区实验的详细信息。


金伯利岩最早在南非的金伯利城附近被发现,并由此得名。这些岩浆喷发大多发生在2000万年到11亿年前。

作者:Kevin Bonsor  责任编辑:

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