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鑽石深度解析

生活 更新时间:2024-11-24 18:59:07

金剛石俗稱“金剛鑽”,即人們常說的鑽石,屬貴重寶石。作為一種由碳元素組成的礦物,金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質,用途廣泛,除工業用途之外,多用于觀賞寶石。

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(一)

1870年,伯納特兄弟發現了金伯利金剛石礦。正是這一發現,使人們知道了在哪種岩石中有可能含有金剛石。

原來,那是一種在遠古時代的岩漿冷卻以後所形成的火山岩。接着,研究者又發現,在這種火山岩中除了金剛石之外,還含有石榴石和橄榄石兩種礦物。因此,在那些出産石榴石和橄榄石的地方,找到金剛石礦的可能性很大。于是,石榴石和橄榄石就成為尋找金剛石的“指示礦物”。

上世紀70年代,美國史密森研究所的地球化學家約翰·賈尼在仔細研究了石榴石和金剛石之間的關系後發表了研究結果。但在此之前,德比爾斯公司的地質人員就根據指示礦物在世界各地尋找金剛石礦了。

美國馬薩諸塞大學的地球物理學家史蒂文·哈格蒂博士在1999年研究了世界各地含有金剛石的熔岩的年代,結果發現,這些含有金剛石的熔岩至少是在過去7個不同時期在各地噴出的岩漿所形成的,其中最古老的熔岩則是在大約10億年前形成的。在這7個岩漿噴發時期中,以在非洲各地和巴西等地區于1.2億年前至8000萬年前噴出的岩漿中所含有的金剛石為最多。

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(二)

世界各地都發現了金剛石礦。其中,澳大利亞、剛果、俄羅斯、博茨瓦納和南非是著名的五大金剛石産地。

鑽石的品質與産地沒有直接關系。各個國家和地區出産原石的比例會有所差異。比如,南非和博茨瓦納出産的寶石級鑽石在其鑽石原石總出産量中占比較高,澳大利亞出産的工業級鑽石占比較高。

南非是世界上最早開始進行鑽石開采的國家之一。世界上首次發現的原生鑽石礦床Premier就在南非,出産過許多著名鑽石,如庫裡南等。這也是南非鑽石為什麼名聲在外的原因之一。博茨瓦納自1999年以來一直保持着鑽石産值世界第一,鑽石收入占國家總收入70%左右。其它非洲國家,如紮伊爾、納米比亞等也是鑽石出産大國。

澳大利亞是目前已探明鑽石儲量最大的國家,阿蓋爾鑽礦是世界上已知的最大鑽礦之一,産量巨大,但其出産的鑽石毛坯隻有5%達到了珠寶級,其它均為工業級或者需要重度加工的近珠寶級。澳大利亞鑽礦出産相當一部分彩鑽,如粉色、香槟色和藍色等。

提到俄羅斯的鑽礦就不能不提起“和平”鑽礦。該鑽礦位于西伯利亞,直徑達到了1600米,深度超過530米。“和平”鑽礦儲量全球第一,雖然鑽石的大小并不突出,但優質透明者居多。

印度曾經是最早發現鑽石的國家,但其産量較低,近年來更是因為人力成本低的原因,成為新一代的全球鑽石中心之一。 我國是亞洲鑽石儲量最高的國家,山東蒙陰和遼甯瓦房店是我國主要的鑽礦所在地,前者儲量大,但寶石級占比較低,後者寶石級較高。

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(三)

鑽石顔色豐富多彩。究竟是什麼原因,讓鑽石如此絢麗呢?其實,結構标準的鑽石呈現出來的顔色應該是無色或者白色,之所以有别的顔色,是因為有其它元素代替或影響了其中部分C(碳原子),或者結構變異導緻的。

黃色是最常見的彩鑽色彩之一,其形成原因比較複雜,用通俗點的解釋就是鑽石形成過程中有N(氮原子)替代了C(碳原子)的位置,因為N(氮原子)結構畢竟與C(碳原子)不同,從而影響了光的反射,呈現出不同程度的黃色。

鑽石藍色和黃色形成的原理近似,不過是B(硼原子)代替了部分C(碳原子)。

而鑽石灰色、藍灰的形成則是因為H(氦原子),或者加B(硼原子)代替了部分C(碳原子)的位置。

鑽石的粉色,是因為其形成自然環境及運移過程中發生的塑性變形,從而導緻晶體結構缺陷。與此同時,還可能改變鑽石中N的聚集速率和形式,使鑽石形成粉色、褐色。

綠色和藍綠色鑽石通常是由于長期天然輻射作用而形成的,使鑽石中C(碳原子)結構發生變化,從而産生一系列新的吸收,可使鑽石呈綠色。若輻射時間足夠長或輻照劑量足夠大,可使鑽石變成深綠色甚至黑色。輻射造成的晶格損傷有時還可以形成藍色鑽石和黃褐色鑽石。

黑色鑽石可能因為其多晶體集合體、大量黑色内含物和裂隙而成。

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