Ⅰ 鑽石是怎麼形成的
大部分鑽石是在地質的高溫高壓下形成的。鑽石形成於年代久遠的地層深處,一般是通過火山爆發而被岩漿帶到地表。有些鑽石礦石恰好落在河流上游,經過千百年的風吹日曬自然瓦解,鑽石暴露在外,隨著徑流的沖刷來到下游,被有緣人的發現。所以在最開始的時候人們都是直接在河邊「淘鑽石」。
科學家們經過對來自世界不同礦山鑽石及其中原生包裹體礦物的研究發現,鑽石的形成條件一般為壓力在4.5-6.0Gpa(相當於150-200km的深度),溫度為1100-1500℃。雖然理論上說,鑽石可形成於地球歷史的各個時期/階段,而已經開採的礦山中,大部分鑽石主要形成於33億年前以及12-17億年這兩個時期。
鑽石的形成需要一個漫長的歷史過程,這從鑽石主要出產於地球上古老的穩定大陸地區可以證實。另外,地外星體對地球的撞擊,產生瞬間的高溫、高壓,也可形成鑽石,如1988年前蘇聯科學院報道在隕石中發現了鑽石,但這種作用形成的鑽石並無經濟價值。
人類的技術已可以模擬鑽石生成的環境,用碳來製造鑽石,在2300℃、15到18萬個大氣壓的高溫高壓環境下,在中心放一顆很小的天然鑽石作為種子,在種鑽周圍是高溫金屬液體,在金屬溶液的上層是石墨,在這種環境下石墨中的碳原子會從金屬原子中列隊走向鑽石從而形成新的鑽石。但是用這種方法製造的鑽石分子結構並不是天然鑽石的完全八面體結構而是一種復雜結構,體積也比較受限。
鑽石本質上就是碳元素組成的,貴也是切割工藝比較值錢。19世紀末的科學家就已經認識到這一點,他們就想石墨要是能在高壓下變成鑽石那不是美滋滋。後來事實證明這個猜測是對的,但是當時的人們,並不知道這個「高壓」到底是個什麼樣的數值。有個叫莫瓦桑的人就將石墨和融化的鐵水混合,當鐵水凝固時就可以對石墨進行加壓了。他和助手就開始了燒鍋爐生涯,燒了一爐接著一爐,也不知燒了多少爐卻依舊沒有看見鑽石的影子。
皇天不負有心人,1903年的某天終於讓莫瓦桑得到了一小塊鑽石。他趕緊將這事兒上報給了法國科學院,後來全世界都驚呆了,這人莫不是會法術吧?石墨都能變成鑽石,真的要發大財了。莫瓦桑因此聲名鵲起,穩站當時科學界大佬的c位。
後來到了1906年,由於莫瓦桑在氟單質方面的傑出貢獻,他獲得了那一年的諾貝爾化學獎,但是從投票結果是5票對4票、1票棄權,以及他本人的獲獎感言都跟鑽石有關來看,這顆小小的鑽石對他得獎的影響還是挺大的。畢竟獲得4票的是史上最偉大的化學家之一的門捷列夫。
得了諾獎的第二年,莫瓦桑就去世了,之後科學家們才逐漸認明白,光靠鐵水凝固的壓力壓根不能使石墨變成鑽石,那那顆小鑽石是哪來的呢?後來從他的老婆口中才得知了真相,原來是莫瓦桑的助手實在燒鍋爐燒煩了,忍無可忍,於是悄摸摸地扔了塊鑽石下去,假裝是石墨變的。
於是全世界都被這顆小鑽石給騙了,盡管莫瓦桑可能遲早會得到諾獎,但是如果不是這顆小鑽石推了一把,他非常有可能就沒機會獲獎了,畢竟得了諾獎的第二年就去世了。
雖然真相大白後,證實了那個人造鑽石的實驗只是莫瓦桑的助手搞出的驚天大烏龍,但是在大概半個世紀後,霍爾等人終究還是真正地成功合成了人造鑽石。
所謂的「點石成金」,其依據便是同素異形體(相同元素構成,不同形態的物體),至此之後,科學家們對「碳的同素異形體」越發地如痴如醉、如瘋如狂。
終於,在1985年,斯莫利等三位科學家發現了長得跟足球似的、有著完美球形結構的碳原子簇C60,為了致敬建築師巴克明斯特·富勒,便將其取名為「富勒烯」,而這三位科學家也因此被授予1996年的諾貝爾化學獎。
Ⅱ 鑽石礦一般是怎樣發現和探測的
需要用探測儀去發現金伯利岩,鑽石礦一般都存在於金伯利岩。這種岩石多在火山附近,尤其是距離海岸線近的火山,在火山頸的位置比較容易獲得探礦突破。
Ⅲ 鑽石是怎麼來的
鑽石的原身是金剛石,是在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳元素組成的單質晶體,鑽石是指經過琢磨的金剛石。
鑽石品質的好壞由鑽石的4C等級決定,鑽石的4C指的是鑽石的重量、顏色、凈度、切工,每個C都有一定的等級標准,鑽石的4C等級越高,鑽石的品質越好,鑽石的價格也就越高,鑽石的價格一般在幾千元到幾百萬元之間。我們在買鑽石首飾的時候,可以根據自己的經濟預算決定買多少錢的鑽石首飾,不一定非要買鑽石品質很高的。
Ⅳ 在礦石中,鑽石是這樣形成的
【形成原因】
現代科學技術 、手段為探索鑽石的形成提供了新思路和方法。鑽石是世界上最堅硬的、成份最簡單的寶石,它是由碳元素組成的、具立方結構的天然晶體。其成份與我們常見的煤、鉛筆芯及糖的成份基本相同,碳元素在較高的溫度、壓力下,結晶形成石墨(黑色),而在高溫、極高氣壓及還原環境(通常來說就是一種缺氧的環境)中則結晶為珍貴的鑽石(白色)。為了便於理解鑽石的起源,先看一看含有鑽石的原岩。
自從鑽石在印度被發現以來,我們不斷聽到人們在河邊、河灘上撿到鑽石的故事,這是由於位於河流上游某處含有鑽石的原岩,被風化、破碎後,鑽石隨水流被帶到下游地帶,比重大的鑽石被埋在沙礫中。鑽石的原岩是什麼?1870年人們在南非的一個農場的黃土中挖出了鑽石,此後鑽石的開掘由河床轉移到黃土中,黃土下面就是堅硬的深藍色岩石,它就是鑽石原岩——金伯利岩(kimberlite)。什麼是金伯利岩?金伯利岩是一種形成於地球深部、含有大量碳酸氣等揮發性成份的偏鹼性超基性火山岩,這種岩石中常常含有來自地球深部的橄欖岩、榴輝岩碎片,主要礦物成份包括橄欖石、金雲母、碳酸鹽、輝石、石榴石等。研究表明,金伯利岩漿形成於地球深部150公里以下。由於這種岩石首先在南非金伯利被發現,故以該地名來命名。
另一種含有鑽石的原岩稱鉀鎂煌斑岩(lamproite),它是一種過鹼性鎂質火山岩,主要由白榴石、火山玻璃形成,可含輝石、橄欖石等礦物,典型產地為澳大利亞西部阿蓋爾(Argyle)。
科學家們經過對來自世界不同礦山鑽石及其中原生包裹體礦物的研究發現,鑽石的形成條件一般為壓力在4.5-6.0Gpa(相當於150-200km的深度),溫度為1100-1500攝氏度。雖然理論上說,鑽石可形成於地球歷史的各個時期/階段,而目前所開採的礦山中,大部分鑽石主要形成於33億年前以及12-17億年這兩個時期。如南非的一些鑽石年齡為45億左右,表明這些鑽石在地球誕生後不久便已開始在地球深部結晶,鑽石是世界上最古老的寶石。鑽石的形成需要一個漫長的歷史過程,這從鑽石主要出產於地球上古老的穩定大陸地區可以證實。另外,地外星體對地球的撞擊,產生瞬間的高溫、高壓,也可形成鑽石,如1988年前蘇聯科學院報道在隕石中發現了鑽石,但這種作用形成的鑽石並無經濟價值。
稀少的鑽石主要出現於兩類岩石中,一類是橄欖岩類,一類是榴輝岩類,但僅前者具有經濟意義。含鑽石的橄欖岩,目前為止發現有兩種類型:金伯利岩(kimberlite)(名字源於南非得一地名——金伯利)和鉀鎂煌斑岩(lamproite),這兩中岩石均是由火山爆發作用產生的,形成於地球深處的岩石由火山活動被帶到地表或地球淺部,這種岩漿多以岩管狀產出,因此俗稱「管礦」(即原生礦)。含鑽石的金伯利岩或鉀鎂煌斑岩出露在地表,經過風吹雨打等地球外營力作用而風化、破碎,在水流沖刷下,破碎的原岩連同鑽是被帶到河床,甚至海岸地帶乘積下來,形成沖積砂礦床(或次生礦床)。
Ⅳ 鑽石是在什麼條件下形成的
自然鑽石形成:鑽石是指經過琢磨的金剛石,金剛石是一種天然礦物,是鑽石的原石,是在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳(C)元素組成的單質晶體,碳原子呈立方最緊密堆積, 彼此以共價鍵相連時, 就形成了自然界最硬的鑽石
人工鑽石形成:人工合成金剛石的方法有兩種,是高溫高壓法及化學氣相沉積法。
大部分鑽石是在地質的高溫高壓下形成的。而鑽石形成條件的壓力在4.5到6Gpa,溫度在1100到1500℃。大致換算下來相當於地下150到200km的深度。在地球深處只有很少的地方具有這種鑽石形成的物理、化學條件。
那麼鑽石形成於年代久遠的地層深處,是怎麼被發現的呢?鑽石一般是通過火山爆發而被岩漿帶到地表。有些鑽石礦石恰好落在河流上游,經過千百年的風吹日曬自然瓦解,鑽石暴露在外,隨著徑流的沖刷來到下游,被有緣人的發現。所以在最開始的時候人們都是直接在河邊「淘鑽石」,就像淘金那樣。
Ⅵ 鑽石是怎麼形成的
人工合成鑽石的技術,主要就是模仿天然鑽石生長時的環境來培養鑽石。合成鑽石就晶體形成之生長方式而言,大致可分為三種方式:一就是高溫高壓法,二是震波法,三是化學氣相沉澱法。
一、高溫高壓法:這種方法用的材料有煤、焦炭、石墨、石蠟、糖等;有份報告曾列舉二十幾種合成成功的材料。應用的催化劑可用鐵、鈷、鎳、銠、釕、鈀、鋨、銥、鉻、鉭、鎂,或這些金屬元素的混合物。要求至少要達75,000atm(大氣壓),最好在80,000atm至110,000atm的高壓狀態,形成溫度則要在1200℃??2000℃之間,最好是在1400℃??1800℃之間。反應艙的中部為高溫區,碳源置放在該區,晶種放在反應艙下部的低溫區。以石墨為碳源,晶種固定在氯化鈉(食鹽)晶床內,晶種某特殊晶面對著金屬催化劑,在晶種和碳源之間放置直徑6mm,厚3mm,金屬催化劑圓柱,此金屬催化劑是鐵鎳合金。組合後,置入單向加壓,四塊斜滑面式立體超高壓高溫裝置中,再放入1000頓的油壓機內,反應腔溫度約1450℃,壓力控制在6GPa左右,生長時間22~52小時。
二、震波法:主要是利用爆炸時所產生的瞬間高溫高壓條件來合成鑽石,所合成的鑽石顆粒都很小(通稱鑽石粉),只適合在工業上應用。
三、化學氣相沉澱法:首先把氫氣和含碳氫的氣體(一般使用甲烷CH4),通過一組調節器,調節兩種氣體的比例,然後利用微波波源或電熱絲等,加熱混合的氣體,使溫度達2000℃左右,氫氣和甲烷會分解成氫原子和碳原子形成的電漿流,然後在加熱至600~1000℃的基質上,結核長成薄膜。
Ⅶ 鑽石是怎樣型成的,生長在哪裡、
科學家們經過對世界不同礦山鑽石研究發現,鑽石的形成條件一般為壓力在4.5~6.0GPA的環境下,相當於出產的地方要達到地表以下150~200千米深,所需溫度一般最低在1500攝氏度,有不同的層級,有的可以低到1100攝氏度。
鑽石形成於上地幔,地球堅硬的地表層下最濃稠、最柔軟的一層。大部分鑽石主要形成於33億~9億年前,在到達地表前已在地球深處存在了相當長的時間。在對生長有鑽石的礦物包裹體進行顯微分析的基礎上。
科學家們確定了兩種基本的岩石類型:一類是榴輝岩類(E型),另一類是橄欖岩類(P型)。榴輝岩是一種粗粒不等粒變質岩,主要由石榴石和輝石組成,形成於高溫高壓的環境之下,位於地殼深處的變質岩區。
榴輝岩的化學成分與玄武岩相似,其形成與俯沖碰撞作用有關,並經歷過海洋地殼玄武岩變質作用。橄欖岩包含的岩石種類非常多,例如純橄欖岩、斜方輝石橄欖岩和二輝橄欖岩,含有不同混合比例的橄欖石、斜輝石和斜方輝石,是地幔中最常見、最豐富的岩石。
(7)鑽石礦石怎麼來的擴展閱讀:
鑽石的主要產地:
伯納特兄弟於1870年發現了金伯利金剛石礦。正是這一發現,使人們知道了在哪種岩石中有可能含有金剛石。
原來,那是一種在遠古時代的岩漿冷卻以後所形成的火山岩。接著,研究者又發現,在這種火山岩中除了金剛石,還含有被稱為石榴石和橄欖石的兩種礦物。因此,在那些出產石榴石和橄欖石的地點,找到金剛石礦的可能性就相對大。於是,石榴石和橄欖石就成為尋找金剛石的「指示礦物」。
根據指示礦物來尋找金剛石礦的方法並不是在哪一天突然發現的。上世紀70年代,美國史密森研究所的地球化學家約翰·賈尼在仔細研究了石榴石和金剛石之間的關系後發表了他的研究結果。但是,在那之前,即上世紀50年代,德比爾斯公司的地質人員早就根據指示礦物在世界各地尋找金剛石礦了。
世界各地都發現了金剛石礦。其中,澳大利亞、剛果、俄羅斯、波札那和南非是著名的五大金剛石產地。
美國馬薩諸塞大學的地球物理學家史蒂文·哈格蒂博士在1999年研究了世界各地含有金剛石的熔岩的年代,結果發現,這些含有金剛石的熔岩至少是在過去7個不同的時期在各地噴出的岩漿所形成的,其中最古老的熔岩則是在大約10億年前形成的。
在這7個岩漿噴發時期中,以在非洲各地和巴西等地區於1.2億年前至8000萬年前噴出的岩漿中所含有的金剛石為最多。那時正值恐龍時代極盛期的中生代白堊紀。含有金剛石的熔岩,最晚的,是在2200萬年以前噴出的岩漿形成的。至於在那以後形成的熔岩中是否含有金剛石,則還無法肯定。
參考資料來源:網路-鑽石
Ⅷ 鑽石是怎麼開採的
你好
鑽石的原石是金剛石,金剛石是天然礦物,鑽石則是經過琢磨的金剛石。金剛石的開採的方式多是露天開采結合地下開採的方式。對於地表部分的金剛石礦石,直接開采,並且呈階梯狀逐漸向內開采,其通道多為螺旋狀,如此一來,卡車的進出就極為方便了。
而在地底300米以上的金剛石礦,則必須採用地下開採的方式,其過程與採煤相似,先在地表打一口豎井,然後再橫向挖掘巷道,用技術手段將地下礦體崩落,然而再通過巷道和豎井運送出來。
金剛石礦石運出地面之後,下一步便是對礦石進行處理,將含有鑽石的礦石篩選出來。具體的辦法是先將礦石用機器破碎,或者是將其置於露天下,讓其自然風化破碎。之後便是先選礦。選擇又三種辦法:
一、彈跳選礦法,將沖洗後的粗礫,旦儲測肥爻堵詫瑟超雞進行二次破碎然後再淘洗;
二、重介質選礦法,將礦石放入一大漏斗,漏斗中裝有硅鐵懸浮溶液,一般而言,含有鑽石的礦石將會沉底,分離出來,這是因為鑽石的密度大,其礦石自然也更加重。
三、淘洗盤選礦法,將礦石與水混合一起,成泥漿狀,用工具將混合物搗混亂,較重的含鑽石的礦石沉底,將其推到一側。
粗選之後,就是精選,再通過一系列手段將鑽石礦石進一步篩選,最後由有經驗的工人將鑽石挑選出來。這樣鑽石的大致開采流傳就是如上了
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