关于钻石的起源有哪些说法?
古代人对钻石充满了热情的想象。他们认为钻石的非凡性质是所有自然创造的最完美的代表。一颗水晶石竟然有如此惊人的硬度和耐用性,令人难以置信,它闪烁迷幻光彩的能力尤其令人着迷。在世界上,很多民族都将其奉为自己的神,并冠以极其光荣的称号“宝石之王”!
钻石的尊严何在?首先,我们来看看钻石的化学成分和它的起源。这个问题在科学界已经争论很久了。历史上一些著名的科学家几乎对钻石令人困惑的化学成分进行过推测。但我一直没有找到确切的答案。所以关于钻石的化学成分有很多猜测。
伟大的古希腊哲学家Pedocles说过,钻石是由土、气、水、火四种元素组成的。根据印度科学家的说法,它由五种元素组成,即土、水、天、空气和能量。1704年,牛顿对此进行了系统的研究,指出了金刚石的易燃性。罗蒙诺索夫甚至预言,钻石之所以特别坚硬,主要是因为“它是由紧密相连的点组成的”。1772年,法国化学家拉瓦戈将一颗钻石加热使其燃烧,结果发现燃烧时产生的气体是二氧化碳!因此,拉瓦戈指出了金刚石和碳的关系。这个结论很不可思议,所以贵族钻石与“低碳”有着密切的关系。
直到1796,英国化学家奈特才得出结论,钻石是纯的。至于钻石从何而来,在科学界争议较大。起初,大多数人认为钻石是一种地下矿石。因为早期的钻石大多是从沙堆中开采出来的。1870年,在开普省北部发现了世界上第一个原生钻石矿床,该矿床以当时英国殖民大臣金伯利勋爵命名。这就是后来的金伯利城。后来地质学家在矿区发现,金刚石的母岩是一种矿物成分和性质与普通岩石有很大不同的岩石。于是,在1887年,英国人路易首先把钻石叫做金伯利岩。
后来,世界各地都发现了一些类似金伯利岩的矿物。由于这些岩石在性质和矿物组成上与金伯利岩相似,金伯利岩被公认为是原生金刚石矿床的唯一造岩母矿。这是一种基质中不含长石的碱性超基性岩,主要由橄榄石组成,具有许多角砾岩或斑状结构。因此,金刚石又称为角砾云母橄榄岩,岩体通常以漏管(又称岩管或火山颈)或脉岩的形式存在。
根据金伯利岩中含有的高压矿物,研究人员推测金伯利岩岩浆形成于上地幔,在高压下沿着地壳的裂缝向上迁移。因为里面充满了高压气体(水和二氧化碳等。),当它上升,压力急剧下降时,体积迅速膨胀,导致地下火山喷发。喷发后,火山颈被岩浆胶结碎屑物质充填,形成金伯利岩锥。据说钻石是由金伯利岩岩浆带走邻近碳质岩石中的包裹体而形成的。其他人认为钻石是由金伯利岩和另一种榴辉岩从地壳深处带来的。然而,大多数人现在确信钻石来自金伯利岩本身中一些游离碳的急剧上升和爆炸。在整个岩浆活动过程中,即在高温高压条件下形成结晶。根据上述条件,人们已经利用极高的温度和压力批量生产出人造钻石。
前苏联科学家通过同位素分析证明,金刚石不仅可以在150 km以下的地幔中产生,也可以在地下10 km的地壳中产生。岩浆只要穿过地壳上部岩管,通道内就会出现狭窄的孔隙。由于这种颈缩现象,压力会从20000个大气压突然增加到654.38+0万个大气压。正是在这种情况下,岩浆变成了钻石。
20世纪70年代末至80年代初,美国科学家在测量阿肯色州钻石的气液包裹体时,发现其中含有类似石油的碳氢化合物(即由碳和氢组成的有机化合物),如甲烷、乙烯、甲醇和乙醇。每克钻石平均含油量约为3.3× 10-5g。因此,他们认为钻石的形成与地球深部的烃源有关。
1981年,在日本团队举办的国际宝石大会上,Sol博士进一步阐述了两者之间的内在联系。他推测地球中有丰富的烃源,烃气容易保存在超基性岩浆中。当金伯利岩浆向上溢出时,挥发性烃类气体扩散到地表,而残余碳在金伯利岩浆中收缩,由于压力和温度的快速变化而结晶形成金刚石。然而,在1988中,人们又有了一个意想不到的发现,进一步怀疑了上述观点。这一发现是俄罗斯学者叶罗夫巴夫和拉钦首次在石陨石中发现浅灰色的钻石颗粒。很快,在石头陨石中也发现了钻石。陨石中为什么会有钻石?这个问题一直是众说纷纭。起初,人们认为这些钻石是因为陨石中所含的碳与大气摩擦和与地面撞击产生的高温高压而结晶的。
近年来,在美国国家自然历史博物馆,科学家们从南极大陆阿兰高原的冰原上获得了一块铁陨石,在其切片中还发现了一颗钻石晶体包裹体。他们推测,这块陨石最初是一颗小行星的碎片,其中所含的钻石晶体是在它坠落之前以及几百万年前小行星带中的两颗小行星相撞时形成的。这种铁陨石之所以有金刚石包裹体,是因为小行星以极高的速度(约每小时数万公里)碰撞,产生很大的撞击压力,进而将天然碳转化为金刚石。
美国芝加哥大学的刘易斯和沃尔特开始研究1969年坠落在墨西哥等地的四块陨石。他们意外地发现了无数非常精细的金刚石粉末,其中还含有少量具有特殊比例同位素的氙。经过测定,表明它们比太阳系还要古老,都产生于45亿年前。这个结论说明钻石的形成和陨石的碰撞或坠落与地球无关。
综上所述,这些科学家推翻了地球内部高温高压可以促进钻石产生的传统观点。因此,他们大胆提出,自然界中的钻石很可能是在数十亿年前,由于一颗红巨星——垂死的“恒星”的毁灭而形成的。
科学家推断,在那个阶段,丰富的氢气和高温特别有利于碳气体的浓缩,形成结晶钻石。同时,红巨星会补强大量气体,气体会膨胀冷却,使碳等物质冷凝结晶。几千年后,当红巨星最终爆发成超新星时,它会喷射出高速离子,包括带电的氙原子,这些离子会追上逃逸的钻石颗粒,并被掩埋在其中。由此可以推断,宇宙中形成的钻石数量可能是惊人的。
在宇宙中,因为钻石参与了太阳系的演化,所以在地球和陨石中都可以找到它。所以,人们会问这个问题,漂亮的钻石是天上来的还是地下来的?这是一个难以捉摸的谜。