露天开采。这是钻石矿山开采最常用的方法。露天开采是先将覆盖在矿体上面的土石剥掉(剥离),直接在露天进行采矿的方法。由于开采工作在露天进行,它比地下开采具有建设速度快、开采的机械化、自动化程度高、劳动生产率高、生产成本低、矿石的损失贫化小、劳动条件好等优点。
露天开采通常包括:
矿区的地面准备、矿床的疏干、矿山基本建设、剥离工作和采矿工作。露天开采通常是把矿岩划分成一定厚度的水平分层,逐层自上而下地开采,并使各分层保持一定的超前关系,在开采过程中露天矿场形成了阶梯状,每一个阶梯就是一个台阶或者称为梯段,梯段是露天矿场的基本构成要素,是用独立的采掘与运输设备开采的矿岩分层。
钻石的形成
在数十亿年前地壳大约200公里的深处,在1000℃到1600℃的高温下,在4万到6万个大气压的作用下,在碳元素集中的地方,钻石形成。伴随着地壳运动、火山喷发。
熔岩流将含有钻石的岩浆带至地球近地表处,并附存在金伯利岩和钾镁煌斑岩中,形成钻石原生矿;或是在地表经过长途迁徙、沉淀于河流砂土之中,形成次生矿(砂矿),从而被人类发现。
博茨瓦纳德比斯瓦纳公司,宣布了一个巨大消息,他们在博茨瓦纳开采出了一颗1098克拉重的钻石原石。按照已发现的钻石原石重量,这颗将成为世界第三大宝石。关于开采方法和过程,公司并没有完全公布,只是有钻石原石的相关信息。
可能有很多人不知道1098是什么概念,可以对比一下我们常说的“鸽子蛋”大小,一个所谓的鸽子蛋大小的钻石质量,仅仅只有十几克拉。这次开采出的原石,是它的近一百倍。当然,大多数原石都会被分割,弄成其他造型和设计。
1、1098克拉的原石
博茨瓦纳是非洲国家,当地几乎都是干燥的台地地形,靠近南非、纳米比亚、津巴布韦,是一个完全的内陆国家。不过这个国家经济发展非常快,仅仅是钻石业,就高度发达。世界上出现的大型钻石原石,基本上都是在博茨瓦纳开采的。
现在博茨瓦纳的一家钻石开采公司,宣布他们开采到了一颗1098克拉的原石,这颗钻石质量在已经发现的钻石原石中排名第三。钻石已经交到国家总统手中,他们暂时没有取名,也没有确定销售渠道。不过这颗钻石对于整个国家来说,会是一个全新的希望。
2、世界上最大的钻石原石
世界上最大的钻石原石,是在南非发现的库利南,重达310675克拉,这颗钻石也一直被人们称之为非洲之星。不过这枚钻石,并不是完全体,根据专家们的判断,3000仅仅是整个晶体的三分之一,其中有三分之二已经断裂,至今仍然没有找到。如果是完整的晶体,可想而知有多大。
现在这颗非洲之星,被分成了多个部分,最大的就是库利南1号,有5302克拉。英国国王权杖上的钻石,就是库利南1号。皇冠上也有一颗,有3174 克拉。剩余的3号、4号、5号等,基本都成了王室的象征。
3、为什么说钻石是国家希望
在接受采访时,博茨瓦纳表示新发现的钻石原石,将成为国家的希望。其实这也可以理解,在不考虑钻石成色和级别的情况下,一克拉的价格在2万以上,成色好甚至可以卖出十几万。试想一下,一个上千克拉的原石,它的价值该有多大。
此外还要考虑到疫情问题,在疫情期间很多珠宝店关门,这家公司的开采量和销售量都有所下降。现在疫情渐渐过去,有了“世界第三大宝石”的鼓舞,国家和公司的经济都会得到崛起和发展。
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45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。
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