钻石就是个骗局,虽然它比较稀少,且不会裸露在地表,但地球上的储量还算丰富, 价格之所以被炒上天,是因为垄断,而钻石的成分与人们日常生活中常见的煤炭、石墨等碳类物质极其相似,只要满足特定的条件,在特殊的环境里就可以人工制造出钻石。
钻石是如何形成的?钻石是一种天然矿石,一般深埋地下,一些含有钻石的矿石在自然环境的侵袭下会还原成土壤,最终被水流冲积到有人类活动的地区(平原、丘陵缓坡地带),最终被人类发现,世界上第一颗钻石是印度人发现的。钻石一般不会单独存在,它存在伴生矿石,钻石的原石被称为“金伯利岩石”,这种岩石形成于地球深处,属于偏碱性超基性火山岩的一种,伴生矿石包括橄榄石、金云母、碳酸盐、辉石等。
钻石的形成,与它所处的位置和环境有关,钻石的形成环境压力必须达到4~6Gpa,温度在1000~1500℃之间,只要满足该条件,那么就有可能形成钻石。钻石的主要成分是“碳”,它是所有已知宝石中唯一由单一元素组成的轴晶系宝石,但大多数天然形成的钻石会略微带一些杂质,杂质越少,代表纯净度越高,价格越贵。
自己在家是否可以制作钻石?答案是肯定的,只要满足特定的条件,就可以自己在家制作钻石,在前文中已经提到了,如果想要自制钻石,就必须要拥有碳物质,且制作环境要符合钻石生成的条件,比如高压、高温等。不过这种制造方式不适合在家中操作,虽然人造钻石技术已经成熟,但还无法像日用品一样量产,存在技术门槛,必须在实验室环境下才能制造或合成。
之所以这么肯定,就是因为钻石的化学成分比较单一,它不像其他宝石一样,其含有的化学成分比较复杂,正因为它是单一元素组成,这才可以想办法模拟出它形成的环境,而这意味着,只要拥有制造材料、满足生成条件,那么就可以制造出钻石。以石墨为例,石墨矿石并不稀有,它的主要成分就是碳元素,只要在特定的环境下经过高压、高温的作用,就可以让蜂窝状的(碳原子)结构变成立方体结构,也就是钻石,而石墨的成分与钻石是相同的(不算杂质)。
人工制造钻石到底靠不靠谱?说到人工制造钻石,不得不提到中国,我国在“合成钻石”领域研究比较超前,“人工制造钻石”的技术早就已经成熟了,根据《全球钻石行业报告》显示,全球珠宝级“实验室培育钻石原石”产量约为600万~700万克拉,咱们中国的产量就达到了300万克拉,国内制造厂商早就可以批量生产3~6克拉的钻石毛胚,且标准达到4C及以上,颜色评级达到“D”(无色),净度达到VVS级(最高)。
如果将人工制造的钻石与天然钻石进行对比,质量相差并不大,反而是因为人工制造时使用了更加纯净的碳物质,制造、合成的钻石要比天然钻石看起来更好。
结束语:钻石之所以会卖那么贵,并不是因为它的稀有程度,只是因为全世界的钻石开采和销售都被垄断了,人们误以为它稀少而已,实际上它并不保值。
天然钻石形成:钻石是指经过琢磨的金刚石,金刚石是一种天然矿物,是钻石的原石,是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳(C)元素组成的单质晶体,碳原子呈立方最紧密堆积, 彼此以共价键相连时, 就形成了自然界最硬的钻石
大部分钻石是在地质的高温高压下形成的。而钻石形成条件的压力在45到6Gpa,温度在1100到1500℃。大致换算下来相当于地下150到200km的深度。在地球深处只有很少的地方具有这种钻石形成的物理、化学条件。
从目前开采的钻石矿中发现,绝大多数的钻石形成年代都在20亿至30亿年前,在南非地区发现的一些钻石的年龄甚至达到了45亿年左右,这也能在一方面证实钻石是在地球诞生后不久便开始在地球内部结晶的。钻石也是世界上最古老的宝石。
那么钻石形成于年代久远的地层深处,是怎么被发现的呢?钻石一般是通过火山爆发而被岩浆带到地表。有些钻石矿石恰好落在河流上游,经过千百年的风吹日晒自然瓦解,钻石暴露在外,随着径流的冲刷来到下游,被有缘人的发现。所以在最开始的时候人们都是直接在河边“淘钻石”,就像淘金那样。
钻石的原石是金刚石,形成条件一般为压力在45~60GPA的环境下,相当于出产的地方要达到地表以下150~200千米深,所需温度一般最低在1500摄氏度,有不同的层级,有的可以低到1100摄氏度。钻石形成于上地幔,地球坚硬的地表层下最浓稠、最柔软的一层。
大部分钻石主要形成于33亿~9亿年前,在到达地表前已在地球深处存在了相当长的时间。在对生长有钻石的矿物包裹体进行显微分析的基础上。
科学家们确定了两种基本的岩石类型:一类是榴辉岩类(E型),另一类是橄榄岩类(P型)。榴辉岩是一种粗粒不等粒变质岩,主要由石榴石和辉石组成,形成于高温高压的环境之下,位于地壳深处的变质岩区。
榴辉岩的化学成分与玄武岩相似,其形成与俯冲碰撞作用有关,并经历过海洋地壳玄武岩变质作用。橄榄岩包含的岩石种类非常多,例如纯橄榄岩、斜方辉石橄榄岩和二辉橄榄岩,含有不同混合比例的橄榄石、斜辉石和斜方辉石,是地幔中最常见、最丰富的岩石。
扩展资料
钻石的其他用途
1、工业用途
地质钻头和石油钻头金刚石、拉丝模用金刚石、磨料用金刚石、修整器用金刚石、玻璃刀用金刚石、硬度计压头用金刚石、工艺品用金刚石。
2、慢性毒药
文艺复兴时期,用金刚石粉末制成的慢性毒药曾流行在意大利豪门之间。当人服食下金刚石粉末后,金刚石粉末会粘在胃壁上,在长期的摩擦中,会让人得胃溃疡,不及时治疗会死于胃出血,是种难以让人提防的慢性毒剂。
—金刚石
自从钻石在印度被发现以来,我们不断听到人们在河边、河滩上捡到钻石的故事,这是由于位于河流上游某处含有钻石的原岩,被风化、破碎后,钻石随水流被带到下游地带,比重大的钻石被埋在沙砾中。钻石的原岩是什么?1870年人们在南非的一个农场的黄土中挖出了钻石,此后钻石的开掘由河床转移到黄土中,黄土下面就是坚硬的深蓝色岩石,它就是钻石原岩——金伯利岩(kimberlite)。什么是金伯利岩金伯利岩是一种形成于地球深部、含有大量碳酸气等挥发性成份的偏碱性超基性火山岩,这种岩石中常常含有来自地球深部的橄榄岩、榴辉岩碎片,主要矿物成份包括橄榄石、金云母、碳酸盐、辉石、石榴石等。研究表明,金伯利岩浆形成于地球深部150公里以下。由于这种岩石首先在南非金伯利被发现,故以该地名来命名。
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稀少的钻石主要出现于两类岩石中,一类是橄榄岩类,一类是榴辉岩类,但仅前者具有经济意义。含钻石的橄榄岩,目前为止发现有两种类型:金伯利岩(kimberlite)(名字源于南非的一地名——金伯利)和钾镁煌斑岩(lamproite),这两中岩石均是由火山爆发作用产生的,形成于地球深处的岩石由火山活动被带到地表或地球浅部,这种岩浆多以岩管状产出,因此俗称“管矿”(即原生矿)。含钻石的金伯利岩或钾镁煌斑岩出露在地表,经过风吹雨打等地球外营力作用而风化、破碎,在水流冲刷下,破碎的原岩连同钻石被带到河床,甚至海岸地带乘积下来,形成冲积砂矿床(或次生矿床)。
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另一种含有钻石的原岩称钾镁煌斑岩(lamproite),它是一种过碱性镁质火山岩,主要由白榴石、火山玻璃形成,可含辉石、橄榄石等矿物,典型产地为澳大利亚西部阿盖尔(Argyle)。
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科学家们经过对来自世界不同矿山钻石及其中原生包裹体矿物的研究发现,钻石的形成条件一般为压力在45-60Gpa(相当于150-200km的深度),温度为1100-1500℃。虽然理论上说,钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段,而目前所开采的矿山中,大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。如南非的一些钻石年龄为45亿左右,表明这些钻石在地球诞生后不久便已开始在地球深部结晶,钻石是世界上最古老的宝石。钻石的形成需要一个漫长的历史过程,这从钻石主要出产于地球上古老的稳定大陆地区可以证实。另外,地外星体对地球的撞击,产生瞬间的高温、高压,也可形成钻石,如1988年前苏联科学院报道在陨石中发现了钻石,但这种作用形成的钻石并无经济价值。
大部分钻石是在地质的高温高压下形成的。钻石形成于年代久远的地层深处,一般是通过火山爆发而被岩浆带到地表。有些钻石矿石恰好落在河流上游,经过千百年的风吹日晒自然瓦解,钻石暴露在外,随着径流的冲刷来到下游,被有缘人的发现。所以在最开始的时候人们都是直接在河边“淘钻石”。
科学家们经过对来自世界不同矿山钻石及其中原生包裹体矿物的研究发现,钻石的形成条件一般为压力在45-60Gpa(相当于150-200km的深度),温度为1100-1500℃。虽然理论上说,钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段,而已经开采的矿山中,大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。
钻石的形成需要一个漫长的历史过程,这从钻石主要出产于地球上古老的稳定大陆地区可以证实。另外,地外星体对地球的撞击,产生瞬间的高温、高压,也可形成钻石,如1988年前苏联科学院报道在陨石中发现了钻石,但这种作用形成的钻石并无经济价值。
人类的技术已可以模拟钻石生成的环境,用碳来制造钻石,在2300℃、15到18万个大气压的高温高压环境下,在中心放一颗很小的天然钻石作为种子,在种钻周围是高温金属液体,在金属溶液的上层是石墨,在这种环境下石墨中的碳原子会从金属原子中列队走向钻石从而形成新的钻石。但是用这种方法制造的钻石分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构,体积也比较受限。
钻石本质上就是碳元素组成的,贵也是切割工艺比较值钱。19世纪末的科学家就已经认识到这一点,他们就想石墨要是能在高压下变成钻石那不是美滋滋。后来事实证明这个猜测是对的,但是当时的人们,并不知道这个“高压”到底是个什么样的数值。有个叫莫瓦桑的人就将石墨和融化的铁水混合,当铁水凝固时就可以对石墨进行加压了。他和助手就开始了烧锅炉生涯,烧了一炉接着一炉,也不知烧了多少炉却依旧没有看见钻石的影子。
皇天不负有心人,1903年的某天终于让莫瓦桑得到了一小块钻石。他赶紧将这事儿上报给了法国科学院,后来全世界都惊呆了,这人莫不是会法术吧?石墨都能变成钻石,真的要发大财了。莫瓦桑因此声名鹊起,稳站当时科学界大佬的c位。
后来到了1906年,由于莫瓦桑在氟单质方面的杰出贡献,他获得了那一年的诺贝尔化学奖,但是从投票结果是5票对4票、1票弃权,以及他本人的获奖感言都跟钻石有关来看,这颗小小的钻石对他得奖的影响还是挺大的。毕竟获得4票的是史上最伟大的化学家之一的门捷列夫。
得了诺奖的第二年,莫瓦桑就去世了,之后科学家们才逐渐认明白,光靠铁水凝固的压力压根不能使石墨变成钻石,那那颗小钻石是哪来的呢?后来从他的老婆口中才得知了真相,原来是莫瓦桑的助手实在烧锅炉烧烦了,忍无可忍,于是悄摸摸地扔了块钻石下去,假装是石墨变的。
于是全世界都被这颗小钻石给骗了,尽管莫瓦桑可能迟早会得到诺奖,但是如果不是这颗小钻石推了一把,他非常有可能就没机会获奖了,毕竟得了诺奖的第二年就去世了。
虽然真相大白后,证实了那个人造钻石的实验只是莫瓦桑的助手搞出的惊天大乌龙,但是在大概半个世纪后,霍尔等人终究还是真正地成功合成了人造钻石。
所谓的「点石成金」,其依据便是同素异形体(相同元素构成,不同形态的物体),至此之后,科学家们对「碳的同素异形体」越发地如痴如醉、如疯如狂。
终于,在1985年,斯莫利等三位科学家发现了长得跟足球似的、有着完美球形结构的碳原子簇C60,为了致敬建筑师巴克明斯特·富勒,便将其取名为「富勒烯」,而这三位科学家也因此被授予1996年的诺贝尔化学奖。
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