金剛石俗稱“金剛鉆”,,即人們常說(shuō)的鉆石,,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(jiān)硬的物質(zhì),,用途廣泛,除工業(yè)用途之外,,多用于觀賞寶石,。
(一)
1870年,伯納特兄弟發(fā)現(xiàn)了金伯利金剛石礦,。正是這一發(fā)現(xiàn),,使人們知道了在哪種巖石中有可能含有金剛石。
原來(lái),,那是一種在遠(yuǎn)古時(shí)代的巖漿冷卻以后所形成的火山巖,。接著,研究者又發(fā)現(xiàn),,在這種火山巖中除了金剛石之外,,還含有石榴石和橄欖石兩種礦物。因此,,在那些出產(chǎn)石榴石和橄欖石的地方,,找到金剛石礦的可能性很大,。于是,石榴石和橄欖石就成為尋找金剛石的“指示礦物”,。
上世紀(jì)70年代,,美國(guó)史密森研究所的地球化學(xué)家約翰·賈尼在仔細(xì)研究了石榴石和金剛石之間的關(guān)系后發(fā)表了研究結(jié)果。但在此之前,,德比爾斯公司的地質(zhì)人員就根據(jù)指示礦物在世界各地尋找金剛石礦了,。
美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)的地球物理學(xué)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巖的年代,結(jié)果發(fā)現(xiàn),,這些含有金剛石的熔巖至少是在過(guò)去7個(gè)不同時(shí)期在各地噴出的巖漿所形成的,其中最古老的熔巖則是在大約10億年前形成的,。在這7個(gè)巖漿噴發(fā)時(shí)期中,,以在非洲各地和巴西等地區(qū)于1.2億年前至8000萬(wàn)年前噴出的巖漿中所含有的金剛石為最多。
(二)
世界各地都發(fā)現(xiàn)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產(chǎn)地。
鉆石的品質(zhì)與產(chǎn)地沒(méi)有直接關(guān)系,。各個(gè)國(guó)家和地區(qū)出產(chǎn)原石的比例會(huì)有所差異,。比如,南非和博茨瓦納出產(chǎn)的寶石級(jí)鉆石在其鉆石原石總出產(chǎn)量中占比較高,,澳大利亞出產(chǎn)的工業(yè)級(jí)鉆石占比較高,。
南非是世界上最早開(kāi)始進(jìn)行鉆石開(kāi)采的國(guó)家之一。世界上首次發(fā)現(xiàn)的原生鉆石礦床Premier就在南非,,出產(chǎn)過(guò)許多著名鉆石,,如庫(kù)里南等。這也是南非鉆石為什么名聲在外的原因之一,。博茨瓦納自1999年以來(lái)一直保持著鉆石產(chǎn)值世界第一,,鉆石收入占國(guó)家總收入70%左右。其它非洲國(guó)家,,如扎伊爾,、納米比亞等也是鉆石出產(chǎn)大國(guó)。
澳大利亞是目前已探明鉆石儲(chǔ)量最大的國(guó)家,,阿蓋爾鉆礦是世界上已知的最大鉆礦之一,,產(chǎn)量巨大,但其出產(chǎn)的鉆石毛坯只有5%達(dá)到了珠寶級(jí),,其它均為工業(yè)級(jí)或者需要重度加工的近珠寶級(jí),。澳大利亞鉆礦出產(chǎn)相當(dāng)一部分彩鉆,,如粉色、香檳色和藍(lán)色等,。
提到俄羅斯的鉆礦就不能不提起“和平”鉆礦,。該鉆礦位于西伯利亞,直徑達(dá)到了1600米,,深度超過(guò)530米,。“和平”鉆礦儲(chǔ)量全球第一,,雖然鉆石的大小并不突出,,但優(yōu)質(zhì)透明者居多。
印度曾經(jīng)是最早發(fā)現(xiàn)鉆石的國(guó)家,,但其產(chǎn)量較低,,近年來(lái)更是因?yàn)槿肆Τ杀镜偷脑颍蔀樾乱淮娜蜚@石中心之一,。
我國(guó)是亞洲鉆石儲(chǔ)量最高的國(guó)家,,山東蒙陰和遼寧瓦房店是我國(guó)主要的鉆礦所在地,前者儲(chǔ)量大,,但寶石級(jí)占比較低,,后者寶石級(jí)較高。
(三)
鉆石顏色豐富多彩,。究竟是什么原因,,讓鉆石如此絢麗呢?其實(shí),,結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的鉆石呈現(xiàn)出來(lái)的顏色應(yīng)該是無(wú)色或者白色,,之所以有別的顏色,是因?yàn)橛衅渌卮婊蛴绊懥似渲胁糠諧(碳原子),,或者結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致的,。
黃色是最常見(jiàn)的彩鉆色彩之一,其形成原因比較復(fù)雜,,用通俗點(diǎn)的解釋就是鉆石形成過(guò)程中有N(氮原子)替代了C(碳原子)的位置,,因?yàn)镹(氮原子)結(jié)構(gòu)畢竟與C(碳原子)不同,從而影響了光的反射,,呈現(xiàn)出不同程度的黃色,。
鉆石藍(lán)色和黃色形成的原理近似,不過(guò)是B(硼原子)代替了部分C(碳原子),。
而鉆石灰色,、藍(lán)灰的形成則是因?yàn)镠(氦原子),或者加B(硼原子)代替了部分C(碳原子)的位置,。
鉆石的粉色,,是因?yàn)槠湫纬勺匀画h(huán)境及運(yùn)移過(guò)程中發(fā)生的塑性變形,,從而導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)缺陷。與此同時(shí),,還可能改變鉆石中N的聚集速率和形式,,使鉆石形成粉色、褐色,。
綠色和藍(lán)綠色鉆石通常是由于長(zhǎng)期天然輻射作用而形成的,,使鉆石中C(碳原子)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從而產(chǎn)生一系列新的吸收,,可使鉆石呈綠色,。若輻射時(shí)間足夠長(zhǎng)或輻照劑量足夠大,可使鉆石變成深綠色甚至黑色,。輻射造成的晶格損傷有時(shí)還可以形成藍(lán)色鉆石和黃褐色鉆石,。
黑色鉆石可能因?yàn)槠涠嗑w集合體、大量黑色內(nèi)含物和裂隙而成,。