钻石是自然界最坚硬的物质吗？它是如何形成的？

十亿很多年前，氧原子紧密联系在地面下列100英里(161公里)或更加深入的锅状、髙压非常高的地区。这类晶体是地球上最硬实的纯天然矿物质，也就是地球上最硬实的纯天然矿物(115零摄氏度)，其工作压力做到水平面工作压力45,000倍。

金钢石掩埋在地球上最深处数千万年，直至火山活动将其以熔岩的方式送到地面。竖直的岩石层称之为“金伯利岩管状”，是这种古时候活火山的遗址。历经一段时间的腐蚀，这种钻石的翡翠原石被从母岩中去除。

伴随着流水和溪流的流动性，这种钻石晶体最后进到沙砾和细沙中，这一般离出产地很远。十九世纪末期之前，在这种冲积层中发现并搜集了全世界的钻石。如今，大部分钻石发现于金伯利岩管状脉，这类管状脉是采掘钻石的关键来源于。

一八六九年，在巴西发现金伯利岩管状毛细血管，意味着当代钻石工业生产的开始。开采主题活动随着发展趋势，每一年可生产制造出数百万卡拉的钻石翡翠原石，在其中包含1967年在博茨瓦纳的一项重特大发现，及其非洲、澳洲、西西伯利亚和澳大利亚西北部地区的别的地域。

到 20 世纪末，土地已不再是钻石的唯一产地。1970 年，通用电气 开始在实验室里制造钻石，1984 年出售了第一颗实验室制造的宝石级钻石。随着科技的进步，人造钻石变得愈发常见，也愈发难以检测。

全世界钻石的储量和生产概况：

已探明天然钻石储量大约有25亿克拉，其中澳大利亚65亿克拉，扎伊尔55亿克拉。按开采水平现有钻石储量只能开采25年，但随找矿科技水平的提高，每年都发现有新的矿区，近几年加拿大钻石储量明显增加。

自从钻石开采以来，共采出钻石350吨左右，即175亿克拉，全世界每年开采钻石在9000万-1亿克拉，其中宝石级占17%-20%。20%宝石级钻石价值相当于80%工业级金刚石价值的5倍。

3 月 10 日，行星科学家凯文·坎农 (Kevin Cannon) 分享了一项发现，即钻石可能散落在水星表面。水星是离太阳最近的行星。行星科学家研究地球以外的行星。坎农在戈尔登的科罗拉多矿业学院工作。他在德克萨斯州的一次科学会议上展示了他的工作。

水星被陨石、彗星和小行星撞击的 历史 由来已久。这些是在太空中移动的不同类型的岩石。从这颗行星陨石坑的地壳中可以清楚地看出这一点，它显示了许多影响。现在，科学家们认为这些撞击导致了钻石的形成。陨石撞击可能已经将大约三分之一的水星地壳变成了钻石。

钻石是宝石。它们以在珠宝中闪闪发光而闻名，但它们也是一种非常坚固的材料。

金刚石晶体由碳制成。晶体是一种固体，其中原子以重复模式排列。原子是构成元素的最小物质单位。钻石内的碳原子模式赋予了宝石强度。

在地球上，钻石在地下深处发育，至少向下 93 英里（150 公里）。地下的高温和高压可以通过使碳原子锁定在一起来改变碳。这会将碳转化为钻石。

当液体冷却并开始硬化时，通常会形成晶体。当岩浆或液态岩石缓慢冷却时，就会发生这种情况。钻石形成于地下深处，在火山喷发期间浮出水面。

陨石撞击也被认为会形成钻石。Cannon 解释说，这些撞击会产生非常高的热量和压力，也可以将碳转化为钻石。

考虑到这一点，他转向水星的表面。对该表面的调查表明它含有石墨碎片。这是碳的另一种固体形式。石墨是您书写时使用的铅笔中的灰色材料。石墨也是一种晶体，但它的原子排列方式与钻石不同。不同的图案使石墨呈灰色、柔软和光滑。

“我们认为发生的是，当水星刚形成时，它有一个岩浆海洋，”坎农说。“石墨是从岩浆中结晶出来的。” 撞击水星地壳的陨石可能后来将石墨变成了钻石。

Cannon 想知道用这种方法可以制造多少钻石。为了找出答案，他使用了计算机模型。这是一个在计算机上运行的程序，用于创建真实世界事件的模型或模拟。在这种情况下，Cannon 模拟了 45 亿年对石墨外壳的影响。如果水星被涂上 984 英尺（300 米）厚的石墨，那么这种撞击将产生 16 万亿吨钻石。（这是一个 16 后跟 15 个零！）这样的宝库大约是地球估计的钻石库存的 16 倍。

Simone Marchi 是一位未参与过这项研究的行星科学家。他在科罗拉多州博尔德的西南研究所工作。“没有理由怀疑可以以这种方式生产钻石，”Marchi 说。但是有多少钻石可能幸存下来是另一回事。他说，一些宝石很可能被后来的撞击破坏了。

加农同意了。但他认为损失将“非常有限”。那是因为钻石的熔点很高。它超过 7,230 华氏度（4,000 摄氏度）。坎农说，未来的计算机模型将包括钻石重熔。这可以改进水星目前钻石供应的估计规模。

太空任务还可以在水星上寻找钻石。一个机会可能会在 2025 年出现。欧洲和日本的宇宙飞船 BepiColombo 将于当年到达水星。太空探测器可以测量钻石反射的光量。这可以准确地揭示太阳系最小的行星到底有多耀眼。

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先说钻石，碳元素在45到6Gpa的压力和1100到1500℃温度下，碳原子会呈现出立方最紧密堆积形态，彼此之间的碳原子会以共价键相连，当形态稳定后，钻石的结构就稳定下来了。

从本质上来说，只要有碳元素、极高温、极高压等条件（也就是石墨、高温高压等特殊条件）人类就能制造出钻石。恰好，地壳中碳元素的含量为0027%，在自然界中广泛存在，所有碳基生物死后都能用来制造钻石。单从含量上来说，钻石的原材料是无限的，制造工艺是能复刻的。

而黄金就比较“娇贵”了，地球上的黄金都是来源于数十亿年前，超新星爆炸或者中子星碰撞才会产生。具体原理，是宇宙中存在的质子和中子，在超新星爆炸时产生能量的作用下，合成变为了氢、氦等元素，在极端高温、高压的环境下，在聚合形成其它元素。

在这个过程中会先变成铁元素，中子再轰击铁原子核，经过衰变之后，才能产生金元素。铁与金都是超新星爆炸的产物，不过金元素需要再进一步“加工”而已。这个过程需要经过几亿年才能完成，而地球上的金元素基本都是陨石带来的。

科学家们也尝试制造过黄金，不过结果是入不敷出，通常都是核物理实验才会去尝试制造，想要大规模制造那是完全不可能的。综上所述，从原料和制造工艺上来说，黄金的价值要高于钻石。除了原料和制造工艺，数量也是评判价值的标准之一。根据科学家估计，地球上的黄金很多，超过60万亿吨。除来地球自带的外，大部分来自陨石。

如果平均分给世界70亿人，那相当于每人能分到80万吨左右。不过这只是梦想而已，大部分的黄金都储存在地核中，底下3000公里的位置，环境温度超过6000摄氏度。

这么严峻的环境，我们现在的科技是无法进行开采的，我们只能开采地壳里的黄金。不过这项过个相当困难，在人类6000的历史中，总共挖出了1426万吨从黄金，其中15%还消失不见了。如今剩余的黄金，预计只有12万吨左右，数量稀少无比。钻石的就比较多了，据统计，钻石在地壳里的含量就超过了1000万亿吨。单单南非的三大钻石矿坑，加起来就有45亿克拉的钻石储量，数量超过黄金不知道多少倍。

钻石有多种种类，根据其品质和特征可分为天然钻石、合成钻石和改良钻石。天然钻石是在地壳深处形成的自然矿物，它们通过矿山开采获得。合成钻石是在实验室中通过人工合成的，具有与天然钻石相似的物理和化学特性。改良钻石是天然钻石经过特殊处理以改善其外观或颜色的过程产生的。这些种类的钻石在市场上有不同的价值和用途。

钻石的培育是一个将小钻石培养长大的过程。

（1）源自钻石种子：在实验室中，利用先进的设备和前沿技术还原自然环境，将砂砾大小或是薄片装的钻石作为种子，置入培养仓内，为钻石的生长提供原子结构模板；

（2）高温高压环境：在培养仓里，温度和压强将迅速升高，大道地底深处过百里公里处的高温高压环境，人工创造天然钻石苛刻的形成条件；

（3）通入含碳养料：石墨（C）或甲烷（CH4）将碳源加入培养仓，在高温高压环境和特殊处理下，原料中的碳原子间的化学键将断裂，成为游离的碳原子；

（4）种子培育大小：游离的碳原子会被附近的碳原子结构吸引，所以他们会逐渐附着在钻石种子上，与钻石种子的碳原子结合，形成新的化学键，从而让种子逐步长大。

培育钻石分类

市面上可以批量生产钻石的方法有两种: Chemical Vapor Deposition 化学气象沉积，简称CVD, 以及High Pressure High Temperature 高温高压，简称HPHT。

CVD化学气象沉淀法

化学气相蒸镀乃使用一种或多种气体，在一加热的固体基材上发生化学反应，并镀上一层固态薄膜。所谓CVD（Chemical Vapor Deposition化学气相沈淀）钻石是以一块天然钻裸石为母石，利用高纯度甲烷、加上氢、氮等气体辅助，在微波炉中以高压方式，让甲烷中与钻石一样的碳分子不断累积到钻石原石上，经过一层层增生，可形成大至10克拉之透明钻石。为使CVD的钻石生长顺利，碳源常用已具钻石结构的甲烷。甲烷可视为以氢压出的单原子钻石。这种「长大」的钻石，品质与天然钻石几无二致，肉眼难辨。

HPHT高温高压法

HPHT有几种不同的机器，原理都是类似的，在机器中心创造出一个高温高压的环境，能把碳原料粉末压成钻石。中间需要金属催化剂，因此很多HPHT钻石都会有金属杂质包含在内。早期只能制作**小颗粒，作为工业磨料使用；随着技术进步，很多国内厂商可以制造出无色大颗粒，金属包含物也越来越少，达到了珠宝等级。国内产能主要集中在切割后裸钻重量1克拉以下。俄罗斯有一家曾经长出一颗切割后10克拉的大钻石，不过这种大颗粒万里挑一，目前不能量产

钻石嘛，这个比较难找，一般在岩浆附近会有。不过小心别掉进熔岩里烧死了。钻石一般五个五个一出（电脑版上是这样，手机版不明），非常难找，在有限地图的手机版PE版更加难找，挖到地基一般都挖不到。只有技巧几个：

每往下挖一层，心里默数，挖到第20~40层才会有钻石；

钻石在岩浆旁边，最容易出现在矿洞里；

你必须有足够的运气。

祝你早日挖到钻石！