㈠ 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。
㈡ 鑽石是從哪裡來的
鑽石是從地底深處來的,鑽石最開始是以海底沉積物的形式存在的。鑽石是在地幔深處形成的,距離地表約有160公里。
在那裡,極高的熱量和壓力會將碳壓縮成閃亮的超硬晶體,然後這些晶體會被一種叫做金伯利岩的特殊岩漿通過火山噴發帶到地表,成為我們所知道的鑽石。
鑽石產地的分布。
世界各地均有鑽石產出,已有30多個國家擁有鑽石資源,年產量一億克拉左右。產量前五位的國家是澳大利亞、扎伊爾、波札那、俄羅斯、南非。這五個國家的鑽石產量佔全世界鑽石產量的90%左右。其它產鑽石的國家有剛果(金)、 巴西、蓋亞那、委內瑞拉、安哥拉、中非、迦納、幾內亞、象牙海岸、利比利亞、納米比亞、獅子山、坦尚尼亞、辛巴威、印度尼西亞、印度、中國、加拿大等。
世界主要的鑽石切磨中心有:比利時安特衛普,以色列特拉維夫,美國紐約,印度孟買,泰國曼谷。安特衛普有"世界鑽石之都"的美譽,全世界鑽石交易有一半左右在這里完成
以上內容參考人民網——鑽石如何形成?研究稱其或來源於海底沉積物
㈢ 鑽石是怎麼形成的,又是怎麼來到地表的
礦石中孕育而成火山爆發作用形成的所有的鑽石均是在地殼深處經高溫高壓條件形成的,經火山噴發帶至地表。鑽石在地下160—480千米處形成。大部分鑽石被發現位於一種稱作「金伯利岩」的火山岩中,這種岩石埋藏於火山活動依然活躍的地帶。其他任何被直接發現的鑽石,都是經其他作用而直接從原始的金伯利岩中分離出來的。世界上產鑽石的國家有20個。南非是第五大鑽石生產國,前四位依次是:澳大利亞、剛果民主共和國、波札那共和國和俄羅斯。鑽石由純碳組成,石墨也是。鉛筆中的鉛芯就是由石墨製成的,然而,鑽石和石墨的原子內部排列並不相同。鑽石是地球上天然存在的最硬的物質之一,摩氏硬度值為10。石墨則恰恰相反,是地球上天然存在的最軟的物質之一,摩氏硬度值為1.5,僅比滑石粉硬一些。