钻石是如何形成的?
栏目:耀世平台 发布时间:2023-02-15 16:18:20

题外话:这是我在知乎上第一篇帖子, 我计划写一个关于钻石的系列文章出来,形成一个体系,里面有些内容可能比较枯燥无趣,姑且看吧,为需要了解钻石知识的朋友提供一些帮助。

很多人认为钻石是在高压和高温下变形的煤块,这种说法是否定的。煤的形成是古代植物在腐败分解之前就被埋在地底,转化成泥炭,然后转化成褐煤,然后为次烟煤,之后烟煤,最后是无烟煤。 煤产生之碳氢化合物经过地壳运动,空气的压力和温度条件下作用,产生的碳化化石矿物,亦即,煤炭就是植物化石,多半来自于石炭纪至二叠纪時期的煤炭森林。而一些钻石的鉴定年代远比植物出现的早。

钻石是在地球深处经过数百万年的高温和高压形成的。碳是形成钻石必不可少的成分。然而,形成钻石的碳必须不含有机杂质,否则不会产生珠宝级毛坯钻石。除了纯净的元素碳之外,还需要有地幔表面下的强烈热量和压力将之聚集在一起,形成天然钻石。虽然煤也是由碳制成的,但它含有许多其他杂质,使钻石不可能从煤中形成。

钻石在地球内形成所需的确切时间尚不清楚。有些会在几天、几周或几个月内形成。有些则需要数百万年。大多数钻石已有数亿年的历史,其中许多可追溯到 1 至 30 亿年。这是因为钻石的生长并不总是一个连续的过程。钻石的生长过程由于温度或压力的变化可能会出现中断,这个过程可能会持续数亿年。通过火山喷发,它们逐渐靠近地球表面,最终,这些钻石矿床被发现和开采,未经切割、刻面和成型的钻石原石被筛选出来,流入市场,进行切割,分级,最终镶嵌成珠宝和订婚戒指。

在地球深处形成,因此它受矿石周围各种气体、矿物质和其他材料的影响、侵蚀。尽管萌芽期的胚石也非常牢固,但在此阶段它接触到的任何东西都会影响其颜色。大多数钻石看起来是白色的,但经过进一步检查,会呈现淡黄色或浅棕色,几乎无法察觉。这并不意味着钻石有任何“问题”,只是它们的美丽是独一无二的。

那么钻石是如何形成的呢?主要有四种方式。

1. 形成于在地幔中

大多数钻石是在钻石矿场中发现的,但它们实际上是在地幔内形成的,距离地壳约 150 公里。钻石是在上地幔中称为“钻石稳定区”的地方形成的,这是一个温度超过 1000 摄氏度的高压区域。钻石在那里经过数十亿年的时期不断形成和生长。在火山爆发等地震事件中,胚石被带到地球表面,嵌入大块岩石中。

2. 形成于板块运动中

有些钻石是在不断在地球表面下方逐渐移动的板块构造聚集在一起,导致一个板块在另一个板块下方移动的地方形成的。一些研究表明,海水参与了这些区域中钻石的形成,有人发现这些钻石含有微小的洋壳。

3. 撞击地点的钻石形成

一些钻石被认为是由小行星撞击产生的。每当小行星撞击地球表面时,就会产生极高的温度和压力。在亚利桑那州和俄罗斯西伯利亚的陨石坑中发现了钻石,波比盖陨石坑曾发现了最至 13 毫米的钻石。

4. 太空中的钻石形成

美国宇航局的研究人员在地球外天体中发现了极小的钻石碎片。它们是在外太空或其他行星的地幔中形成的。

5. 实验室制造的钻石

技术不断进步,现在可以在实验室中制造钻石。实验室培育钻石将具有与天然钻石相同的外观和感觉。

在实验室培育钻石时,技术人员将酸放入加热加压室,制造自然生长过程。钻石会在 6 到 10 周内结晶并成熟。随后对钻石进行抛光和分级。

实验室制造的钻石通常被称为“合成钻石”,但这并不意味着它们是假的。它们与开采的钻石相同;他们只是没有经过岁月磨砺,不是天然形成。如果进行钻石测试,实验室制造的钻石在成分上能通过测试。因为它确实是钻石。不过现在一些大型钻石机构检测机构都能完全区分天然钻石和培育钻石,并在证书中体现。

钻石的化学结构和钻石的强度

钻石的化学式为 C,即碳。然而,石墨和烟灰也是由纯碳原子制成的。那么如何区分煤烟、石墨和金刚石呢?它与钻石的化学结构有关。

碳原子可以排列成许多不同的物理形式,称为同素异形体。在一颗钻石中,碳原子都以共价键结合在一起。它们产生三维网络固体,这是一种与石墨和烟灰不同的强同素异形体,后者结构与铁丝网类似。

与其他宝石相比,钻石的强度如何?作为自然界中最浓缩的纯碳形式,钻石是地球上已知最坚硬的矿物。它们位于莫氏硬度标度的顶部,该标度衡量一种矿物明显划伤另一种矿物的能力。

在了解了钻石的形成后,你有没有对拥有一颗来自数亿年前的钻石感到一丝心动呢?这是一份历史的沉淀,这是一份跨越时空的缘分。

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