南非旅游 钻石(为什么南非盛产钻石?)

更新时间:2023-08-23 05:09:34

钻石是一种名贵宝石,然而在地球表面,钻石的数量并不多,且地理位置分布不均匀,其中一些地方的钻石明显要比其他地方多得多,尤其是火山曾经爆发过的地方。比如:南非是钻石的重要产区之一,这里的钻石不仅品质好,而且钻石个头也非常大,其中世界上最大的钻石“库利南”就是在这里被发现。据研究发现,在地质历史上,南非曾经发生过多次火山运动,而这些火山恰恰是钻石矿形成的关键。

钻石的形成

我们知道,钻石的主要元素是碳,碳在地球上非常常见,二氧化碳、一氧化碳以及石墨等都是由碳构成,就连我们的身体里都有一部分碳。

碳虽然常见,但是钻石却不常见,这主要是因为钻石的形成需要依赖高温高压的环境,只有在1100-1500摄氏度的高温,压强在4.5到6Gpa的环境下,碳才可以形成钻石。

由于条件苛刻,所以很多星球都无法形成钻石,比如:海王星和木星虽然压力强大,但是该星球上的碳元素并不丰富。而地球则相反,地球上碳元素非常丰富,但是高温高压环境并不多,幸运的是,地球内部就存在着这样的环境。

地球内部有一个炙热的内芯,内芯的温度达到了4000-6000摄氏度的高温,高温足以融化一切物质,但这里的物质却以固态的形式存在,原因是因为这里的压强也超级高,足以将液态的铁元素压缩成固态的铁核。

铁核的温度会向外传递,不过在传递的过程中,温度会下降,所以地幔层的温度刚好在1000摄氏度-3000摄氏度;另外,地幔层的压强也刚好能够满足钻石的形成条件,所以钻石可以在地幔层中形成,据估计在地球内部有1000亿吨钻石。

据科学家们研究发现,颗粒较小的钻石一般形成于距离地球144-193公里的地幔层中;而颗粒较大的钻石一般形成于距离地球表面320-900公里的地幔层中。

按理来说,形成于地幔层的钻石很难到地球表面,而我们又无法将矿井挖掘到地幔层这么深,那钻石究竟是怎么来到地球表面的呢?

火山喷发

尽管地幔层位于地球内部,但它们并不是没有机会到达地球表面。

我们知道,地球内芯的温度非常高,而岩石层的温度又非常低,导致地幔层的熔融岩浆遇到冰冷的岩石层时,会形成热对流。

热对流又会带动上方的地壳发生缓慢移动,而在移动的过程中,高温高压的地幔层物质在遇到地壳薄弱地带时,就会形成火山喷发。

火山的喷发,实际上就是将地幔层的物质带到地球表面,其中也包含钻石。不过并不是所有的火山爆发都会携带钻石,只有突然从高温高压环境下爆破到低温低压的开放环境中,才会携带钻石。

其中,金伯利岩浆火山喷发非常猛烈、快速并且时间短,所以一般金伯利岩较多的地方,钻石含量也较多。

当火山喷发之后,一些没来得及被喷射到地表的钻石会在火山喷发的管道内,一般钻石矿开采,主要就是挖掘这条管道内的物质。

这些被喷射到地球表面的钻石,有时会被岩石、泥土等覆盖,经过风吹雨打以及河流、雨水的冲击之下,这些钻石有可能直接裸露到地表,被人们捡到,不过这样的概率实在是太少了。

人工钻石

在了解了钻石的形成原理之后,科学家们也开始在实验室人工合成钻石。人工合成钻石,就是模拟出地幔层高温高压环境,从而培育出钻石。

澳大利亚科学家就曾经在实验室中合成了人工钻石,不过由于温度和压强没有达到宝石级,以至于只是形成了蓝丝黛尔石。

蓝丝黛尔石是为了纪念著名的晶体学家凯瑟琳·蓝丝黛尔夫人,这种钻石主要形成于小行星撞击地球,由于撞击的瞬间会产生巨大的压力和温度,以至于碳的形态被改变,形成了钻石。不过这种钻石并不符合珠宝级的要求,主要用于工业用途。

除此之外,一些科学家也在实验室中合成了真正的钻石,甚至可以控制它们的色彩。但由于人们对合成钻石的接受程度不高,再加上钻石商人的广告,和人们将钻石视为爱情的象征,根本不愿意使用人工钻石,所以人工钻石的售价相对而言较低,属于轻奢级装饰用品。