鑽石是樣形成的

現代科學技術 、手段為探索鑽石的形成提供了新思路和方法。鑽石是世界上最堅硬的、成份最簡單的寶石,它是由碳元素組成的、具立方結構的天然晶體。其成份與我們常見的煤、鉛筆芯及糖的成份基本相同,碳元素在較高的溫度、壓力下,結晶形成石墨(黑色),而在高溫、極高氣壓及還原環境(通常來說就是一種缺氧的環境)中則形成珍貴的鑽石(白色)。為了便於理解鑽石的起源,先看一看含有鑽石的原岩。
自從鑽石在印度被發現以來,我們不斷聽到人們在河邊、河灘上撿到鑽石的故事,這是由於位於河流上游某處含有鑽石的原岩,被風化、破碎後,鑽石隨水流被帶到下游地帶,比重大的鑽石被埋在沙礫中。鑽石的原岩是什麼?1870年人們在南非的一個農場的黃土中挖出了鑽石,此後鑽石的開掘由河床轉移到黃土中,黃土下面就是堅硬的深藍色岩石,它就是鑽石原岩——金伯利岩(kimberlite)。什麼是金伯利岩?金伯利岩是一種形成於地球深部、含有大量碳酸氣等揮發性成份的偏鹼性超基性火山岩,這種岩石中常常含有來自地球深部的橄欖岩、榴輝岩碎片,主要礦物成份包括橄欖石、金雲母、碳酸鹽、輝石、石榴石等。研究表明,金伯利岩漿形成於地球深部150公里以下。由於這種岩石首先在南非金伯利被發現,故以該地名來命名。
另一種含有鑽石的原岩稱鉀鎂煌斑岩(lamproite),它是一種過鹼性鎂質火山岩,主要由白榴石、火山玻璃形成,可含輝石、橄欖石等礦物,典型產地為澳大利亞西部阿蓋爾(Argyle)。
科學家們經過對來自世界不同礦山鑽石及其中原生包裹體礦物的研究發現,鑽石的形成條件一般為壓力在4.5-6.0Gpa(相當於150-200km的深度),溫度為1100-1500攝氏度。雖然理論上說,鑽石可形成於地球歷史的各個時期/階段,而目前所開採的礦山中,大部分鑽石主要形成於33億年前以及12-17億年這兩個時期。如南非的一些鑽石年齡為45億左右,表明這些鑽石在地球誕生後不久便已開始在地球深部結晶,鑽石是世界上最古老的寶石。鑽石的形成需要一個漫長的歷史過程,這從鑽石主要出產於地球上古老的穩定大陸地區可以證實。另外,地外星體對地球的撞擊,產生瞬間的高溫、高壓,也可形成鑽石,如1988年前蘇聯科學院報導在隕石中發現了鑽石,但這種作用形成的鑽石並無經濟價值。
稀少的鑽石主要出現於兩類岩石中,一類是橄欖岩類,一類是榴輝岩類,但僅前者具有經濟意義。含鑽石的橄欖岩,目前為止發現有兩種類型:金伯利岩(kimberlite)(名字源於南非得一地名——金伯利)和鉀鎂煌斑岩(lamproite),這兩中岩石均是由火山爆發作用產生的,形成於地球深處的岩石由火山活動被帶到地表或地球淺部,這種岩漿多以岩管狀產出,因此俗稱“管礦”(即原生礦)。含鑽石的金伯利岩或鉀鎂煌斑岩出露在地表,經過風吹雨打等地球外營力作用而風化、破碎,在水流沖刷下,破碎的原岩連同鑽是被帶到河床,甚至海岸地帶乘積下來,形成沖積砂礦床(或次生礦床)。
天然鑽石誕生於地表下120-200公里,其形成年代通常為24至32億年前之間,但也有短至6千萬年者。
在過去的傳說中,認為當天上打雷時,地下就會長出鑽石,但神話雖美,其實卻不然;鑽石原來產自一種角礫雲母橄欖岩中,是一種超美鐵的火成岩,主要的礦物是橄欖石和金雲母,因其晶體之完整與均質之形貌還有內部的構成,一般皆認為是由液態形成。
因鑽石本身是一種純淨或近乎純淨的碳化物,在高溫高壓的條件下,才能形成。故一般認為其生成於地表下120-200公里,大陸地殼下的軟流圈;而後隨著地殼變動,隨著火山爆發活動送至地表。抵達地表之後,部份鑽石又落回火山熔岩脈中,稱為Pipes管狀礦;其它鑽石則受風化侵蝕流入河中,於壺洞和漩渦處形成alluvial deposits沖積層礦。
天然鑽石的形成年代通常為24至32億年前之間,但也有短至6千萬年者。這些地底深處的鑽石有時會隨深處熔岩的上升而帶至地表。這種深層熔岩凝固時形成上大下小喇叭狀的岩柱。這種含鑽石的岩柱的礦物成分很特別,只有高壓下才生成的石榴子石,稱為"Kimberlite"。
Kimberlite只生成於古老穩定的地殼中,全世界只有在特定的區域內才能看到這種深層岩柱的露頭。(如印度、巴西、南非、薩伊、俄羅斯、中國及澳洲)。Kimberlite的露頭風化後,鑽石會被雨水沖刷而沈積在河床內。山洪爆發後這些鑽石也會被河水衝到河口而混在岸邊沙灘內,最早被發現的鑽石就是這類漂積的鑽石。
Kimberlite ( 譯名為金伯利岩 ), 為過去高溫高壓下所形成之礦物聚合體 。
鑽石大部份無色,有色鑽石則包括有綠、藍、大紅、粉紅、橙、黃、啡、黑色等;其中以紅色及粉紅色價格較貴,綠色及藍色則十分罕見! 鑽石的摩氏硬度:10,在天然礦物為最高硬度,化學成份:9.98%碳;也就是說,鑽石其實是一種密度相當高的碳。
鑽石的母床Kimberlite,學名為"角礫雲母橄欖岩",為過去在高溫高壓的環境下,形成礦物的聚合體,常被發現在河床沉積。現在鑽石的來源差不多都是從Kimberlite中采出,它的成份為石榴子石及橄欖岩,呈火山筒產狀,可能代表地函上部的物質。
然而,Kimberlite內所含的鑽石量也很稀少,通常要壓碎五公噸以上的原石,才能找到一克拉(1/5克)的鑽石。而且大部分鑽石的品質不佳,只能成為工業用磨料。能用做寶石的鑽石不及鑽石原石的1/7。

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