钻石是一种名贵宝石 , 然而在地球表面 , 钻石的数量并不多 , 且地理位置分布不均匀 , 其中一些地方的钻石明显要比其他地方多得多 , 尤其是火山曾经爆发过的地方 。 比如:南非是钻石的重要产区之一 , 这里的钻石不仅品质好 , 而且钻石个头也非常大 , 其中世界上最大的钻石“库利南”就是在这里被发现 。 据研究发现 , 在地质历史上 , 南非曾经发生过多次火山运动 , 而这些火山恰恰是钻石矿形成的关键 。
钻石的形成
我们知道 , 钻石的主要元素是碳 , 碳在地球上非常常见 , 二氧化碳、一氧化碳以及石墨等都是由碳构成 , 就连我们的身体里都有一部分碳 。
碳虽然常见 , 但是钻石却不常见 , 这主要是因为钻石的形成需要依赖高温高压的环境 , 只有在1100-1500摄氏度的高温 , 压强在4.5到6Gpa的环境下 , 碳才可以形成钻石 。
由于条件苛刻 , 所以很多星球都无法形成钻石 , 比如:海王星和木星虽然压力强大 , 但是该星球上的碳元素并不丰富 。 而地球则相反 , 地球上碳元素非常丰富 , 但是高温高压环境并不多 , 幸运的是 , 地球内部就存在着这样的环境 。
地球内部有一个炙热的内芯 , 内芯的温度达到了4000-6000摄氏度的高温 , 高温足以融化一切物质 , 但这里的物质却以固态的形式存在 , 原因是因为这里的压强也超级高 , 足以将液态的铁元素压缩成固态的铁核 。
铁核的温度会向外传递 , 不过在传递的过程中 , 温度会下降 , 所以地幔层的温度刚好在1000摄氏度-3000摄氏度;另外 , 地幔层的压强也刚好能够满足钻石的形成条件 , 所以钻石可以在地幔层中形成 。
【钻石|钻石是怎么来的,地球内部1000亿吨钻石该如何运到地球表面?】据科学家们研究发现 , 颗粒较小的钻石一般形成于距离地球144-193公里的地幔层中;而颗粒较大的钻石一般形成于距离地球表面320-900公里的地幔层中 。
按理来说 , 形成于地幔层的钻石很难到地球表面 , 而我们又无法将矿井挖掘到地幔层这么深 , 那钻石究竟是怎么来到地球表面的呢?
火山喷发
尽管地幔层位于地球内部 , 但它们并不是没有机会到达地球表面 。
我们知道 , 地球内芯的温度非常高 , 而岩石层的温度又非常低 , 导致地幔层的熔融岩浆遇到冰冷的岩石层时 , 会形成热对流 。
热对流又会带动上方的地壳发生缓慢移动 , 而在移动的过程中 , 高温高压的地幔层物质在遇到地壳薄弱地带时 , 就会形成火山喷发 。
火山的喷发 , 实际上就是将地幔层的物质带到地球表面 , 其中也包含钻石 。 不过并不是所有的火山爆发都会携带钻石 , 只有突然从高温高压环境下爆破到低温低压的开放环境中 , 才会携带钻石 。
其中 , 金伯利岩浆火山喷发非常猛烈、快速并且时间短 , 所以一般金伯利岩较多的地方 , 钻石含量也较多 。
当火山喷发之后 , 一些没来得及被喷射到地表的钻石会在火山喷发的管道内 , 一般钻石矿开采 , 主要就是挖掘这条管道内的物质 。
这些被喷射到地球表面的钻石 , 有时会被岩石、泥土等覆盖 , 经过风吹雨打以及河流、雨水的冲击之下 , 这些钻石有可能直接裸露到地表 , 被人们捡到 , 不过这样的概率实在是太少了 。
人工钻石
在了解了钻石的形成原理之后 , 科学家们也开始在实验室人工合成钻石 。 人工合成钻石 , 就是模拟出地幔层高温高压环境 , 从而培育出钻石 。
澳大利亚科学家就曾经在实验室中合成了人工钻石 , 不过由于温度和压强没有达到宝石级 , 以至于只是形成了蓝丝黛尔石 。
蓝丝黛尔石是为了纪念著名的晶体学家凯瑟琳·蓝丝黛尔夫人 , 这种钻石主要形成于小行星撞击地球 , 由于撞击的瞬间会产生巨大的压力和温度 , 以至于碳的形态被改变 , 形成了钻石 。 不过这种钻石并不符合珠宝级的要求 , 主要用于工业用途 。
除此之外 , 一些科学家也在实验室中合成了真正的钻石 , 甚至可以控制它们的色彩 。 但由于人们对合成钻石的接受程度不高 , 再加上钻石商人的广告 , 和人们将钻石视为爱情的象征 , 根本不愿意使用人工钻石 , 所以人工钻石的售价相对而言较低 , 属于轻奢级装饰用品 。
推荐阅读
- 星链|石豪:在太空,马斯克和美国当局是如何作恶的
- 快报|“他,是能成就导师的学生”
- 年轻人|人生缺少的不是运气,而是少了这些高质量订阅号
- 生活|气笑了,这APP的年度报告是在嘲讽我吧
- Samsung|新渲染揭示Galaxy S22 Ultra几乎就是Galaxy Note复刻版
- ASUS|华硕预热ROG Flow Z13:称其是“全球最强悍的游戏平板”
- 视点·观察|科技巨头纷纷发力元宇宙:这是否是所有人的未来?
- 数字货币|2021年加密货币市场盘点:比特币仍是霸主,NFT进入大众视野
- 视点·观察|科技行业都在谈论“元宇宙”,可是它还不存在
- 王者|布局手术机器人赛道,谁是王者? | A股2022投资策略⑩