钻石不仅仅是一颗闪闪发光的宝石

钻石不仅仅是一颗闪闪发光的宝石希望钻石在1600早期开始在印度开展交易。 史密森尼国家历史博物馆

它们是由碳制成的 - 但是有一些关于钻石的超自然现象。

只是钻石这个词唤起了奢侈,渴望和坚韧。 然而,当我们想到元素碳时,我们更有可能想到木炭; 柔软,黑色,不透明,朴实,轻盈。

看到碳原子的晶体排列在受到大于约40千巴(相当于40,000地球大气层)的压力时如何变换,这是令人着迷的。 这些条件在地球深处经历了大约120km的下降。

一些钻石来自更深的方式 - 超过650km(大约从堪培拉到墨尔本的距离)进入地球。 这种钻石中的微小缺陷为我们提供了关于地球隐藏的地质层正在发生的事情的线索。

与作为木炭或石墨的低压形式的碳相比,金刚石中的碳原子在强大的三维网络中固定在一起。 这导致了独特的物理特性:钻石是一种透明,极硬,通常无色的矿物质,密度非常高。

由于其非常高的折射率,钻石闪闪发光并具有内部火焰。 这意味着光被“捕获”在晶体内并从内表面重新反射。 宝石切割机制成的面部和刻面突出了这一特性。

暴力爆发到地面

虽然钻石长期以来一直被认为是宝贵的宝石,但直到早期的1700,几乎所有交易的钻石都来自 河砾石 (在印度称为“冲积矿床”)。

然后是十八世纪早期的钻石 在巴西发现从1866开始,在南非开采。 正是在这个国家,钻石的主要的,暴力喷发的火山岩源被称为“金伯利岩” 首次.

这种认可从根本上改变了钻石勘探和采矿业,并迅速导致产量大幅增加,并使现代珠宝业的需求量大大增加。

长期以来,少数主要生产商严格控制向市场供应钻石 - 例如戴比尔斯(南非 - 博茨瓦纳),Al Rosa(俄罗斯),力拓(Argyle Mine Australia和加拿大矿山)和Lucara Diamond Corporation (博茨瓦纳Karowe矿)。

钻石不仅仅是一颗闪闪发光的宝石 加拿大北部的Diavik金伯利岩管。 约翰福登, 作者提供

钻石的价值

与铜,黄金,石油或煤炭等其他开采商品不同,钻石没有现货市场。 它的值是可变的和高度主观的,使用“4C”系统评估:颜色,净度,切割和克拉(5克拉= 1克)。

每克拉,未切割的钻石价值通常从$ US10到$ US3000不等。 然而,非常大的(有时非常历史的)宝石级钻石可能会超过这个数量级。

强烈蓝色的45.5克拉 希望钻石 在1600早期开始在印度开展交易历史,价值超过200百万美元。 最近的其他 高价钻石销售 包括Pink Star(59.6克拉,$ US71百万)和Oppenheimer Blue(14.6克拉,$ US57.5百万)。

最近出售的最大钻石是未切割的Botswanan 1,109克拉钻石,“Lesedi La Rona”。 这卖了 $ US53万.

关于钻石起源的线索

许多钻石含有其他矿物的内含物,这些矿物是从钻石生长的深层土岩中捕获的样品。 这些为地质学家提供了重要信息。

例如,橄榄石,辉石和石榴石矿物的夹杂物告诉我们它们的主体钻石生长在大约120和300km之间的深度,在地球的一层被称为 亚洲大陆岩石圈地幔.

该层是地球大陆构造板块的一部分,位于地球大陆地壳最古老的地区之下,称为“克拉通”。 克拉通的年龄高达40亿年 - 例如澳大利亚皮尔巴拉,南非卡帕瓦尔,加拿大奴隶和俄罗斯西伯利亚克拉通。

蓝色钻石深,深

虽然次大陆岩石圈地幔是最常见的钻石来源,但有些来自地球更深层。

这些被称为 亚岩石圈钻石并且通过矿物内含物识别,与暴露于超过650km深度的更高压力一致。

A 最近的一项研究 看着像希望钻石这样的稀有蓝色钻石。 研究人员一直检测到非常高压的矿物内含物,表明他们的钻石主体在至少660km的深度生长。 这些钻石是蓝色的,因为存在痕量的硼元素。

硼在地幔深处如何结束的问题是一个令人着迷的问题。 硼是一种在地球上高度集中在大陆上地壳(小于20km深)和海水中的元素。 它在较深的地幔岩石中的浓度通常非常低。

然后必须将硼重新引入钻石生长的深层。

这可能是通过一个称为深俯冲的过程发生的,其中海洋构造板块(约100km厚)的边界失效,然后板块坍缩成深层地幔。 这将硼和其他材料从地球的浅层向下移动到超过700 km的深度。

然后金伯利岩喷发将钻石带向地面。

钻石不仅仅是一颗闪闪发光的宝石 从海洋中捕获的海洋岩石圈与硼(B)俯冲并由俯冲海洋板块向下地幔深度超过660km。 这里硼被提供给不断增长的超高压亚岩石圈钻石。 约翰福登, 作者提供

进入深地球的窗口

除了上面的硼例子,来自其他钻石矿场的证据也支持这样的观点,即地球元素通过俯冲过程从相对浅的地方移动到地球更深处。

这是通过跟踪钻石中不同形式的碳来检测到的 南非Cullinan矿,以及我自己对中国矿物包裹体的研究 南澳钻石.

钻石不仅仅是一颗闪闪发光的宝石南澳钻石,有明显的夹杂物。 约翰福登, 作者提供

地球的深处仍然与靠近地表的层有物理连接。因此,钻石由于美丽,耐寒和相对稀少而具有价值 - 但它们也为我们地球的结构和历史提供了一个梦幻般的窗口。

关于作者

教授约翰福登 阿德莱德大学

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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