金刚石的化学成分是纯碳,石墨的化学成分也是纯碳,金刚石坚硬无比,而石墨质地非常软。
这是因为石墨中的碳原子是成层排列的,原子间的结合力很小,金刚石中的碳原子则是交错整齐地排列成立方体结构,每个碳原子都紧密地与其他4个碳原子直接连接,构成一个牢固的结晶体。
要使碳原子形成这样的结构,需要2千摄氏度高温和5万个大气压。
人们现在已经能够利用高温高压制造出人造金刚石。
钻石的成分是碳。在宝石中是唯一由单一元素组成的,属等轴晶系。常含有005%-02%的杂质元素,其中最重要的是N和B,存在关系到钻石的类型和性质。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及聚形。纯净的钻石无色透明,由于微量元素的混入而呈现不同颜色。强金刚光泽。折光率2417,色散中等,为0044。
形成原理:钻石是金刚石精加工而成的产品,钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石,它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。其成份与我们常见的煤、铅笔芯及糖的成份基本相同,碳元素在较高的温度、压力下,结晶形成石墨(黑色),而在高温、极高气压及还原环境(通常来说就是一种缺氧的环境)中则结晶为珍贵的钻石(无色)。
天然钻石生成於地表下120-200公里,其形成年代通常为24至32亿年前之间,但也有短至6千万年者。
在过去的传说中,认为当天上打雷时,地下就会长出钻石,但神话虽美,其实却不然;钻石原来产自一种角砾云母橄榄岩中,是一种超美铁的火成岩,主要的矿物是橄榄石和金云母,因其晶体之完整与均质之形貌还有内部的构成,一般皆认为是由液态形成。
因钻石本身是一种纯净或近乎纯净的碳化物,在高温高压的条件下,才能形成。故一般认为其生成於地表下120-200公里,大陆地壳下的软流圈;而后随着地壳变动,随着火山爆发活动送至地表。抵达地表之后,部份钻石又落回火山熔岩脉中,称为Pipes管状矿;其它钻石则受风化侵蚀流入河中,於壶洞和漩涡处形成Alluvial deposits冲积层矿。
天然钻石的形成年代通常为24至32亿年前之间,但也有短至6千万年者。这些地底深处的钻石有时会随深处熔岩的上升而带至地表。这种深层熔岩凝固时形成上大下小喇叭状的岩柱。这种含钻石的岩柱的矿物成分很特别,只有高压下才生成的石榴子石,称为"Kimberlite"。
Kimberlite只生成於古老稳定的地壳中,全世界只有在特定的区域内才能看到这种深层岩柱的露头。(如印度、巴西、南非、萨伊、俄罗斯、中国及澳洲)。Kimberlite的露头风化后,钻石会被雨水冲刷而沈积在河床内。山洪爆发后这些钻石也会被河水冲到河口而混在岸边沙滩内,最早被发现的钻石就是这类漂积的钻石。
Kimberlite ( 译名为金伯利岩 ), 为过去高温高压下所形成之矿物聚合体 。
钻石大部份无色,有色钻石则包括有绿、蓝、大红、粉红、橙、黄、啡、黑色等;其中以红色及粉红色价格较贵,绿色及蓝色则十分罕见! 钻石的摩氏硬度:10,在天然矿物为最高硬度,化学成份:998%碳;也就是说,钻石其实是一种密度相当高的碳。
钻石的母床Kimberlite,学名为"角砾云母橄榄岩",为过去在高温高压的环境下,形成矿物的聚合体,常被发现在河床沉积。现在钻石的来源差不多都是从Kimberlite中采出,它的成份为石榴子石及橄榄岩,呈火山筒产状,可能代表地函上部的物质。
然而,Kimberlite内所含的钻石量也很稀少,通常要压碎五公吨以上的原石,才能找到一克拉(1/5克)的钻石。而且大部分钻石的品质不佳,只能成为工业用磨料。能用做宝石的钻石不及钻石原石的1/7。
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