在地球深处形成 钻石如何出现在地表?

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【大纪元2023年10月30日讯】(大纪元记者陈俊村报导)闪闪生辉的钻石是深受人们喜爱的珠宝,具有永恒的象征。这种已知硬度最高的天然物质必须在高温高压的条件下才能形成,而这样的条件在地球深处才有。那么,在地球内部形成的钻石是如何出现在地表供人们开采的呢?

英国南安普敦大学(University of Southampton)地球科学副教授杰农(Thomas Gernon)在The Conversation网站撰文说,钻石在生成后会经由一种称之为金伯利岩(Kimberlite)的火成岩携带到地表,但人们尚不清楚什么程序导致深藏地底数百万、甚至数十亿年的金伯利岩突然穿透地壳。

杰农写道,大多数地质学家同意,释放出钻石的爆炸式岩浆喷发与超大陆旋回(supercontinent cycle)同步发生。超大陆旋回是指地球几十亿年来大陆板块聚合和分裂的重复出现模式。

然而,构成这种关系的真正机制仍在辩论中。目前有两种主要的理论。

第一种理论主张说,金伯利岩岩浆利用地壳延伸时或地质板块分离时所产生的“伤口”穿透地壳。第二种理论涉及地函热柱(mantle plume),亦即来自核函边界(core-mantle boundary)的大量岩浆一路上升并喷出地表。核函边界位于地表以下约2,900公里处。

据生活科学(LiveScience)网站报导,金伯利岩岩浆有容易喷发的倾向,可以每秒30公尺的速度夹带来自四周岩石中的钻石喷发到地表。这样,在地球深处经几十亿年形成的钻石可以在几个月甚至几个小时内出现在地表。

尚未加工的毛坯钻石示意图。(Shutterstock)

除了美学之外 钻石也有科学上的价值

钻石据信都非常古老。有些评估称,人们现在看到的钻石可能是35亿年前形成的。

加拿大英属哥伦比亚大学(University of British Columbia)矿物学家格罗特(Lee Groat)表示,钻石的“长寿”可归因于其化学键的强度。

格罗特说,钻石由碳构成。由于它们在高压下形成,所以要施加很大的力量才能使其化学键断裂。钻石在加热到摄氏900度时会降解为石墨。

美国亚利桑那大学(University of Arizona)实验岩石学家马里克(Ananya Mallik)说,钻石的天然硬度使其能用于制作刀片、钻头和抛光粉等工业用品。而除了这些工业用途与美学上的价值之外,钻石也含有科学上的珍贵讯息。

马里克告诉生活科学网站说,在很多案例中,研究人员只能藉由钻石这个唯一来源来了解地球内部构造,以及那里正在经历的过程。

她说:“钻石因为美丽而有其自身的价值,但除此之外,他们在科学上的重要性也使它们更有价值。”

一名鉴定师在检视钻石。(Shutterstock)

世界前10大钻石生产国

联合国在2002年与世界主要钻石生产国达成协议,制定了“金伯利进程国际证书制度”,一般简称为“金伯利流程”(Kimberley Process)。这项监管制度旨在杜绝钻石的非法贸易。

世界上只有22个国家从事毛坯钻石(未经切割或加工的天然钻石)的生产,亦即从其矿坑中开采出毛坯钻石。其中,俄罗斯是最大的钻石生产国,其产量占全球产量的三分之一。

依据“金伯利流程”的资料与南非贵重金属和钻石专家达马路普尔夏德(Ashok Damarupurshad)的估计,以下是2022年世界前10大钻石生产国与其产量(克拉)和产值(美元):

●以产量(克拉)排名

(1)俄罗斯——41,923,910。
(2)波札那——24,752,967。
(3)加拿大——16,249,218。
(4)刚果民主共和国——9,908,998。
(5)南非——9,660,233。
(6)安哥拉——8,763,309。
(7)辛巴威——4,461,450。
(8)纳米比亚——2,054,227。
(9)赖索托——727,737。
(10)狮子山——688,970。

2016年4月19日,位于南非林波波省(Limpopo Province)的一处钻石矿场。(MUJAHID SAFODIEN/AFP via Getty Images)

●以产值(美元)排名

(1)波札那——4,975,346,367。
(2)俄罗斯——3,553,798,951。
(3)安哥拉——1,965,247,500。
(4)加拿大——1,877,747,303。
(5)南非——1,538,930,038。
(6)纳米比亚——1,234,496,934。
(7)辛巴威——423,612,395。
(8)赖索托——314,358,894。
(9)狮子山——142,907,211。
(10)坦尚尼亚——110,936,768。

若以地区来区分,非洲是世界上最大的钻石生产地区,其产量占了51%,超过一半;而产值占了66%,相当于三分之二。

非洲国家开采钻石只有将近200年的历史。在20世纪初期,钻石的开采才开始大规模出现。一开始是在南非,接着在随后的几十年间才出现在其他非洲国家。事实上,在1889至1959年这段期间,非洲的钻石产量占了全球的98%。◇

责任编辑:茉莉

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