鑽石不僅僅是一顆閃閃發光的寶石

鑽石不僅僅是一顆閃閃發光的寶石希望鑽石在1600早期開始在印度的交易歷史。 史密森尼國家歷史博物館

它們是由碳製成的 - 但是有一些關於鑽石的超自然現象。

只是鑽石這個詞喚起了奢侈,渴望和堅韌。 然而,當我們想到元素碳時,我們更有可能想到木炭; 柔軟,黑色,不透明,樸實,輕盈。

看到碳原子的晶體排列在受到大於約40千巴(相當於40,000地球大氣層)的壓力時如何變換,這是令人著迷的。 這些條件在地球深處經歷了大約120km的下降。

一些鑽石來自更深的方式 - 超過650km(大約從堪培拉到墨爾本的距離)進入地球。 這種鑽石中的微小瑕疵為我們提供了關於地球隱藏的地質層正在發生的事情的線索。

與作為木炭或石墨的低壓形式的碳相比,金剛石中的碳原子在強大的三維網絡中固定在一起。 這導致了獨特的物理特性:鑽石是一種透明,極硬,通常無色的礦物質,密度非常高。

由於其非常高的折射率,鑽石閃閃發光並具有內部火焰。 這意味著光被“捕獲”在晶體內並從內表面重新反射。 寶石切割機製成的面部和刻面突出了這一特性。

暴力爆發到地面

雖然鑽石長期以來一直被認為是寶貴的寶​​石,但直到早期的1700幾乎所有交易的鑽石都來自 河礫石 (在印度稱為“沖積礦床”)。

然後是十八世紀早期的鑽石 在巴西發現從1866開始,在南非開採。 正是在這個國家,鑽石的主要的,暴力噴發的火山岩源被稱為“金伯利岩” 首次.

這種認可從根本上改變了鑽石勘探和採礦業,並迅速導致產量的大幅增加和現代珠寶業的高需求。

長期以來,少數主要生產商嚴格控制向市場供應鑽石 - 例如De Beers(南非 - 博茨瓦納),Al Rosa(俄羅斯),Rio Tinto(Argyle Mine Australia和加拿大礦山)和Lucara Diamond Corporation (博茨瓦納Karowe礦)。

鑽石不僅僅是一顆閃閃發光的寶石 加拿大北部的Diavik金伯利岩管。 約翰福登, 作者提供

鑽石的價值

與銅,黃金,石油或煤炭等其他開採商品不同,鑽石沒有現貨市場。 它的值是可變的和高度主觀的,使用“4C”系統評估:顏色,淨度,切割和克拉(5克拉= 1克)。

每克拉,未切割的鑽石價值通常從$ US10到$ US3000不等。 然而,非常大的(有時非常歷史的)寶石級鑽石可能會超過這個數量級。

強烈藍色的45.5克拉 希望鑽石 在1600早期開始在印度開展交易歷史,價值超過200百萬美元。 其他近期 高價鑽石銷售 包括Pink Star(59.6克拉,$ US71百萬)和Oppenheimer Blue(14.6克拉,$ US57.5百萬)。

最近出售的最大鑽石是未切割的Botswanan 1,109克拉鑽石,即“Lesedi La Rona”。 這賣了 $ US53萬.

關於鑽石起源的線索

許多鑽石含有其他礦物的夾雜物,這些礦物是從鑽石生長的深層土岩中捕獲的樣品。 這些為地質學家提供了重要信息。

例如,礦物橄欖石,輝石和石榴石的夾雜物告訴我們它們的主體鑽石生長在大約120和300km之間的深度,在地球的一層被稱為 亞洲大陸岩石圈地幔.

該層是地球大陸構造板塊的一部分,位於地球大陸地殼最古老的地區之下,稱為“克拉通“。 克拉通的年齡高達40億年 - 例如澳大利亞皮爾巴拉,南非卡帕瓦爾,加拿大奴隸和俄羅斯西伯利亞克拉通。

藍色鑽石深,深

雖然次大陸岩石圈地幔是最常見的鑽石來源,但有些來自地球更深層。

這些被稱為 亞岩石圈鑽石並且通過礦物內含物識別,與暴露於超過650km深度的更高壓力一致。

A 最近的一項研究 看著像希望鑽石這樣的稀有藍鑽。 研究人員一直檢測到非常高壓的礦物內含物,表明他們的鑽石主體生長在至少660km的深度。 這些鑽石是藍色的,因為存在痕量的硼元素。

硼在地幔深處如何結束的問題是一個令人著迷的問題。 硼是一種在地球上高度集中在大陸上地殼(小於20km深)和海水中的元素。 它在較深的地幔岩石中的濃度通常非常低。

然後必須將硼重新引入鑽石生長的深層。

這可能是通過一個稱為深俯衝的過程發生的,其中海洋構造板塊(約100km厚)的邊界失效,然後板塊坍縮成深層地幔。 這將硼和其他材料從地球的淺層向下移動到超過700 km的深度。

然後金伯利岩噴發將鑽石帶向地面。

鑽石不僅僅是一顆閃閃發光的寶石 從海洋中捕獲的海洋岩石圈與硼(B)俯衝並由俯衝海洋板塊向下地幔深度超過660km。 這裡硼被提供給不斷增長的超高壓亞岩石圈鑽石。 約翰福登, 作者提供

進入深地球的窗口

除上述硼示例外,來自其他鑽石礦場的證據也支持這樣的觀點,即地球元素通過俯衝過程從相對淺的地方移動到地球更深處。

這是通過跟踪鑽石中不同形式的碳來檢測到的 南非Cullinan礦,以及我自己對中國礦物包裹體的研究 南澳鑽石.

鑽石不僅僅是一顆閃閃發光的寶石南澳鑽石,有明顯的夾雜物。 約翰福登, 作者提供

地球的深部仍然與靠近地面的層有物理連接。因此,鑽石由於美麗,耐寒和相對稀少而具有價值 - 但它們也為我們地球的結構和歷史提供了一個夢幻般的窗口。

關於作者

教授約翰福登 阿德萊德大學

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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