在理论上怎么把煤块变成钻石

煤块在高压、高温下形成钻石。大多数钻石的历史比地球上最早的植物和植被还要久远，而这些植物和植被就是今天煤炭的来源。

被科学家和地质学家广泛接受的主要理论是，钻石是数百万年前在地球地幔深处形成的。后来由于剧烈的火山喷发和灾难性的板块运动，钻石被带到了地表。

地质学家通常会寻找这些喷发的痕迹（称为管道），以勘测可以建立有利可图的钻石矿的地点。一旦确定某条管道有经济上可行的开采矿藏，采矿公司就会使用重型设备进行开采。平均而言，采矿公司将不得不筛过数千吨的土，以产生一克拉的钻石，这就是为什么采矿是一种资本程度上的风险。

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有些人以钻石的主要成分是碳，来攻击它没有什么价值。他们还说：最早人们发现钻石时，发现它除了够硬以为，别无它用，于是只能做成玻璃刀、拉丝模等工具供一些工业领域使用。到了1955年，人们掌握了人造钻石的技术后，天然钻石的最后一点工业价值也没有了。

奥本海默家族和另外几个大牛珠宝商一起控制了全世界的钻石矿藏，虽然现在他们的经营方式转为建立自己的品牌（戴比尔斯），自产自销，但是由于上游还是被其控制，所以消费者永远也不可能拿到低价钻。

知网—合成钻石

有人说钻石代表永恒，可你知道它是如何形成的吗？实际上，无论是通过何种方式，毫无疑问都需要很长的时间周期，才得以让一大块碳结晶变成闪闪发光的钻石。科学家们在高温高压的实验环境中，重建了咸金刚石矿床，确认地球正在将海洋压成咸的钻石，当地幔破坏古老的海底矿物之时，许多钻石也正在地球上形成。

大陆板块下研磨时形成的钻石

长时间以来，科学家们一直难以揭开钻石的天然制造过程之谜，其中深受大部分人认同的理论是：在构造俯冲带的条件下，海洋板块的一部分因为受到了大陆板块下的研磨，而后导致了许多钻石的形成。海底的所有矿物质和海洋板块，在这个过程中都潜入了数百英里的地幔中，在这里，有高压和高温的特殊环境，它们就是这样缓慢地结晶。最终，被称为金伯利岩的火山岩浆和这些晶体混合在一起，然后，形成的钻石形态冲击了地球表面。

数千万亿钻石藏在地球深处

被人们用来表达爱意的特殊矿物质- 钻石，或许并不像大家以为的那么特别。早前就有研究表明，在地球的内部深处，充满了数千万亿的钻石，数量达到了之前预计的1000倍。只是，因为它们位于地表下方约145到240公里的克拉通“根部”，并且呈现为大块的岩石，我们并不能达到此处。这些闪闪发光的藏匿物，正是科学家们通过观察地下的地震波所发现，根据这些振动的规律会因为所撞击岩石的成分、温度和密度而发生改变，才得以记录下这些构建地球的、却无法到达的内部图像。通过地震活动的记录，创建了一个三维模型，将穿过地球主要克拉通的地震波速度都记录下来，然后从各种组合中创建“虚拟岩石”。

通过计算地震波穿过它们的速度发现，有1％至2％的克拉通根由钻石组成，而其余部分，则主要由橄榄岩组成地球上地幔中的岩石，和来自海洋地壳的一点榴辉岩。当波浪穿过地球，钻石将比其他不那么僵硬的岩石或矿物更快地传播它们。科学家们发现大部分数据最好用钻石解释，但是，由于很难直接对这些区域进行采样，所以尚不能肯定地说。

钻石的海洋起源有了新证据

之所以这种理论更流行，是因为可以在海洋矿物质中找到支撑点。比如，这些矿物质会产生蓝色宝石，它们拥有自己标志性的色调，并且是地球上最深、最稀有和最昂贵的钻石类型，正是因为其本身价值，导致了科学家们难以对其进行研究。

5月29日，一项新的研究在“科学进步”上发表，科学家们的新研究结果，为钻石的海洋起源提供了新证据。在这个科研项目中，科学家们选用了更常见的一类石头中的沉积物作为实验对象，即纤维状钻石。这种类型的钻石和平时婚礼中用到的有所不同，这种纤维状钻石，其中含有少量钾、盐和其他物质，对于那些珠宝商而言，它们的价值相对而言较低。

但是，对于科学家们而言却反而更有价值，可以揭露其“地下血统”。之前就有一种理论认为，钻石内的盐分是来自海洋水，但一直没有办法进行测试。可能是因为并没有相同的活泼环，才有了数十亿年前的突变岩石，它们暴露在地球深层地幔的压力和灼热温度的许多生命周期。

非古老起源下的高温高压反应

科学家们在没有追溯真实钻石的古老起源情况下，试图在实验室中重新创造这一系列的反应，当海底矿物质侵入地幔，发生了超高压反应。并且，研究人员将海洋沉积物样品放入了一个特定容器，在这个容器中，还含有一种被称为橄榄岩的火山岩（广泛存在于钻石被认为形成的深处）。而后，科学家们模仿了地幔中的那些，将混合物暴露在强烈的高热和压力条件下。通过实验发现，当混合物达到一定的承受力和温度之时：当混合物处在4-6千兆帕斯卡（海平面平均大气压的 40,000至60,000倍）和温度在1,500至2000华氏度（800至1,100摄氏度）的时候，所形成的盐晶体和纤维钻石几乎具有相同的特性。简而言之，旧的海床滑入地幔深坩埚所导致的撞击力，成为了钻石形成的完美自然条件。因为，由纯碳制成宝石钻石，不包括任何沉积物沉积物，也可以这种方式生成。

钻石的生长还离不开某些咸液

对于钻石的生长而言，除了之前提到的自然条件以外，在其周围还需要存在某种咸液，并且，科学家们已经确认，海洋沉积物是符合该要求的。在火山爆发期间，钻石通常会在地球表面赶上这趟便车。与此同时，通过相同的实验，也产生了对金伯利岩形成起到关键作用的矿物。所以，你戴在手上的钻石，可能真的正是古代海洋历史。被称为金伯利岩的岩浆，是地球上所有岩浆最深的起源。尽管金伯利岩的晶体密集 ，有时还含有钻石 ，但它们却相当迅速地向上升起。产生金伯利岩的矿物质最初含有溶解的化合物，如二氧化碳。然而，这些岩浆后来在地幔中吸收二氧化硅负载的矿物质，这会降低它们与二氧化碳的连接程度，从而迫使它排出。这让岩浆的密度降低了，导致金伯利岩浮力足以快速上升，含金刚石的岩浆显然会通过放弃重量，迅速从地球深处升到地球表面。如果，这样的宝石对你来说太过昂贵，请不要失落。因为，你还可以带上金戒指，或铂金的戒指，便可以带着这个星球的极端过去。有新的研究结果表示，人们日常所佩戴的这些珠宝中有微量的闪亮矿物质，而它们则可能起源于史诗的中子星碰撞事件，而这样的碰撞，实际上是在46亿年之前的太阳系上肆虐。

为什么普通人很难分辨出人造钻石和天然钻石呢？原来人造钻石是用真钻石加工而来的。眼前这块普通的钻石只需要短短两周时间就能将它变成晶莹透亮的人造钻石。

第一、首先用激光从一大块真的钻石上切下一块宽五毫米、厚025毫米的小片，用来制造微小的钻石晶圆。激光在切割时会把钻石变黑，因此要把它放在钢块上进行抛光处理。技术员在晶圆的边缘涂上环氧树脂，一防滑动，然后将活化剂刷在环氧树脂的表面，让他们产生化学反应，使环氧树脂在几秒钟内硬化，将经验牢牢固定。接着把钢块所在一根螺纹泵上，再把螺纹棒安装到金属币，然后将钢块和上面的钻石均匀放到有钻石纱的转轮上，并铁块将钻石晶圆压紧。由于钻石在天然矿物中硬度最高，所以只能用钻石来打磨钻石，随着轮子转动将钻石晶圆表面的污垢磨掉，金属壁上的水平也能确保晶圆的位置是否准确。

第二、此时的钻石晶圆已经从乌黑变成透明，接下来就要将它变大。技术员用吸取工具将多片晶圆放在一个特殊的金属支座上，依次将它们整齐排列在一起，接着用金属隔间把他们召起来。随后气泵会往里面注入氢气和甲烷，将它们加热到几千度，同时里面的压力也要刚刚好，这样气体就会形成垫江，并没有钻石晶圆上使他们变大。在经过短短两个星期后，钻石精元就变成了比原来大十倍的小石块，此时它们的表面还很粗糙，还需要用激光使其变得闪亮。

第三、首先在直棒的顶端沾上环氧树脂，将人造钻石放上去并镊子按压固定，然后送进激光，是机械臂抓住之谤并缓慢转动，让激光能修饰人造钻石的每个面，这个过程能让钻石变得晶莹透亮。接着技术员用特殊的放大镜检查人造钻石的质量，再将钻石放进另一台抛光轮中来塑造人造钻石的轮廓，赋予它经典的钻石形状，这个过程让钻石的每一面都显露出来。制造出一颗人造钻石只需要短短的两个星期，而一颗真正天然钻石需要几千上万年的时间才能形成。

人工合成钻石的技术，主要就是模仿天然钻石生长时的环境来培养钻石。合成钻石就晶体形成之生长方式而言，大致可分为三种方式：一就是高温高压法，二是震波法，三是化学气相沉淀法。

一、高温高压法：这种方法用的材料有煤、焦炭、石墨、石蜡、糖等；有份报告曾列举二十几种合成成功的材料。应用的催化剂可用铁、钴、镍、铑、钌、钯、锇、铱、铬、钽、镁，或这些金属元素的混合物。要求至少要达75,000atm(大气压)，最好在80,000atm至110,000atm的高压状态，形成温度则要在1200℃2000℃之间，最好是在1400℃1800℃之间。反应舱的中部为高温区，碳源置放在该区，晶种放在反应舱下部的低温区。以石墨为碳源，晶种固定在氯化钠（食盐）晶床内，晶种某特殊晶面对着金属催化剂，在晶种和碳源之间放置直径6mm，厚3mm，金属催化剂圆柱，此金属催化剂是铁镍合金。组合后，置入单向加压，四块斜滑面式立体超高压高温装置中，再放入1000顿的油压机内，反应腔温度约1450℃，压力控制在6GPa左右，生长时间22~52小时。

二、震波法：主要是利用爆炸时所产生的瞬间高温高压条件来合成钻石，所合成的钻石颗粒都很小(通称钻石粉)，只适合在工业上应用。

三、化学气相沉淀法：首先把氢气和含碳氢的气体(一般使用甲烷CH4)，通过一组调节器，调节两种气体的比例，然后利用微波波源或电热丝等，加热混合的气体，使温度达2000℃左右，氢气和甲烷会分解成氢原子和碳原子形成的电浆流，然后在加热至600~1000℃的基质上，结核长成薄膜。