‘壹’ 碳元素是怎么从结晶体变成闪闪发光的钻石的
有人说钻石代表永恒,可你知道它是如何形成的吗?实际上,无论是通过何种方式,毫无疑问都需要很长的时间周期,才得以让一大块碳结晶变成闪闪发光的钻石。科学家们在高温高压的实验环境中,重建了咸金刚石矿床,确认地球正在将海洋压成咸的钻石,当地幔破坏古老的海底矿物之时,许多钻石也正在地球上形成。
大陆板块下研磨时形成的钻石
长时间以来,科学家们一直难以揭开钻石的天然制造过程之谜,其中深受大部分人认同的理论是:在构造俯冲带的条件下,海洋板块的一部分因为受到了大陆板块下的研磨,而后导致了许多钻石的形成。海底的所有矿物质和海洋板块,在这个过程中都潜入了数百英里的地幔中,在这里,有高压和高温的特殊环境,它们就是这样缓慢地结晶。最终,被称为金伯利岩的火山岩浆和这些晶体混合在一起,然后,形成的钻石形态冲击了地球表面。
数千万亿钻石藏在地球深处
被人们用来表达爱意的特殊矿物质- 钻石,或许并不像大家以为的那么特别。早前就有研究表明,在地球的内部深处,充满了数千万亿的钻石,数量达到了之前预计的1000倍。只是,因为它们位于地表下方约145到240公里的克拉通“根部”,并且呈现为大块的岩石,我们并不能达到此处。这些闪闪发光的藏匿物,正是科学家们通过观察地下的地震波所发现,根据这些振动的规律会因为所撞击岩石的成分、温度和密度而发生改变,才得以记录下这些构建地球的、却无法到达的内部图像。通过地震活动的记录,创建了一个三维模型,将穿过地球主要克拉通的地震波速度都记录下来,然后从各种组合中创建“虚拟岩石”。
通过计算地震波穿过它们的速度发现,有1%至2%的克拉通根由钻石组成,而其余部分,则主要由橄榄岩组成地球上地幔中的岩石,和来自海洋地壳的一点榴辉岩。当波浪穿过地球,钻石将比其他不那么僵硬的岩石或矿物更快地传播它们。科学家们发现大部分数据最好用钻石解释,但是,由于很难直接对这些区域进行采样,所以尚不能肯定地说。
钻石的生长还离不开某些咸液
对于钻石的生长而言,除了之前提到的自然条件以外,在其周围还需要存在某种咸液,并且,科学家们已经确认,海洋沉积物是符合该要求的。在火山爆发期间,钻石通常会在地球表面赶上这趟便车。与此同时,通过相同的实验,也产生了对金伯利岩形成起到关键作用的矿物。所以,你戴在手上的钻石,可能真的正是古代海洋历史。被称为金伯利岩的岩浆,是地球上所有岩浆最深的起源。尽管金伯利岩的晶体密集 ,有时还含有钻石 ,但它们却相当迅速地向上升起。产生金伯利岩的矿物质最初含有溶解的化合物,如二氧化碳。然而,这些岩浆后来在地幔中吸收二氧化硅负载的矿物质,这会降低它们与二氧化碳的连接程度,从而迫使它排出。这让岩浆的密度降低了,导致金伯利岩浮力足以快速上升,含金刚石的岩浆显然会通过放弃重量,迅速从地球深处升到地球表面。如果,这样的宝石对你来说太过昂贵,请不要失落。因为,你还可以带上金戒指,或铂金的戒指,便可以带着这个星球的极端过去。有新的研究结果表示,人们日常所佩戴的这些珠宝中有微量的闪亮矿物质,而它们则可能起源于史诗的中子星碰撞事件,而这样的碰撞,实际上是在46亿年之前的太阳系上肆虐。
‘贰’ 盐加自来水能不能变成钻石
这是不可能的,因为钻石的成分是碳盐和水中都没有碳元素的。
‘叁’ 钻石是怎么做出来的
人工合成钻石的技术,主要就是模仿天然钻石生长时的环境来培养钻石。合成钻石就晶体形成之生长方式而言,大致可分为三种方式:一就是高温高压法,二是震波法,三是化学气相沉淀法。
一、高温高压法:这种方法用的材料有煤、焦炭、石墨、石蜡、糖等;有份报告曾列举二十几种合成成功的材料。应用的催化剂可用铁、钴、镍、铑、钌、钯、锇、铱、铬、钽、镁,或这些金属元素的混合物。要求至少要达75,000atm(大气压),最好在80,000atm至110,000atm的高压状态,形成温度则要在1200℃�9�12000℃之间,最好是在1400℃�9�11800℃之间。反应舱的中部为高温区,碳源置放在该区,晶种放在反应舱下部的低温区。以石墨为碳源,晶种固定在氯化钠(食盐)晶床内,晶种某特殊晶面对着金属催化剂,在晶种和碳源之间放置直径6mm,厚3mm,金属催化剂圆柱,此金属催化剂是铁镍合金。组合后,置入单向加压,四块斜滑面式立体超高压高温装置中,再放入1000顿的油压机内,反应腔温度约1450℃,压力控制在6GPa左右,生长时间22~52小时。
二、震波法:主要是利用爆炸时所产生的瞬间高温高压条件来合成钻石,所合成的钻石颗粒都很小(通称钻石粉),只适合在工业上应用。
三、化学气相沉淀法:首先把氢气和含碳氢的气体(一般使用甲烷CH4),通过一组调节器,调节两种气体的比例,然后利用微波波源或电热丝等,加热混合的气体,使温度达2000℃左右,氢气和甲烷会分解成氢原子和碳原子形成的电浆流,然后在加热至600~1000℃的基质上,结核长成薄膜。
‘肆’ 把盐倒进杯子里面加水加色素搅拌放一个小颗粒等待20天会变成一个钻石吗
钻石是大自然赠送的礼物。人造的要在高温高压下才能造出小粒的钻石。
盐水能泡出钻石,那钻石还会这么珍贵吗?!
‘伍’ 怎么用盐和糖自制假钻石
加热饱和盐溶液,再继续加盐,放入一根细毛线或丝线(表面要有毛的),用杆缠住挂在容器口使线略微浸入溶液液面以下,然后常温/低温冷却(不怕费电的话,直接放到冰箱里也行),使之过饱和自然结晶。至多过一星期后取出容器,点火烧断细线即可。注意容器口保持密封,防止杂质进入。 此法对溶解度随温度升高的晶体有效。
‘陆’ 人工合成的钻石的主要材料和条件
人工合成的钻石主要材料就是市面上的锆石,锆石化学组成为Zr[SiO4],晶体属四方晶系的岛状结构硅酸盐矿物。晶体呈短柱状,通常为四方柱、四方双锥或复四方双锥的聚形。锆石颜色多样,有无色、紫红、黄褐、淡黄、淡红、绿等,金刚光泽。无解理。摩氏硬度7.5-8,比重大,达4.4-4.8。
锆石在各种火成岩中作为副矿物产出。在碱性岩和碱性伟晶岩中可富集成矿,着名的产地有挪威南部和俄罗斯乌拉尔。锆石也常富集于砂矿中。世界上重要的宝石级的锆石产于老挝、柬埔寨、缅甸、泰国等地。中国东部的碱性玄武岩中也有宝石级的锆石。锆石是提取锆和铪的最重要的矿物原料,也用于国防和航天
以无色最着名,因为极像钻石,一直有意无意地被当成钻石。尽管质纯的锆石是无色的,杂质却可产生黄、橙、蓝、红、棕及绿色等变种。产于泰国、越南和高棉的棕色宝石经过热处理,可以变成受青睐的无色或蓝色宝石。变回棕色的蓝锆石再重新加热又可变成蓝色。在氧气中重新加热的蓝锆石则会变成金黄色。有别于钻石的地方在于具有双折射现象,并可从刻面边缘的磨损情况鉴别。有些锆石具有放射性的钍和铀,会使晶体结构分解;衰变的锆石称为“低质”锆石,带有“辐射变晶”结构;没有受损的则称为“高质”锆石。
产地:斯里兰卡、缅甸、泰国、高棉、越南、澳洲、巴西、奈及利亚、坦尚尼亚和法国。
成功之石-锆石
锆石是12月份的诞生石,象征着“成功”。
锆石的美最重要是源自它的高色散。无色的锆石是天然钻石最佳的代用品。如果你很想拥有一枚像钻石一样光芒四射的天然宝石而又囊中羞涩的话,买一枚锆石戒指便是最佳的选择。
锆石除无色的外,较重要的有红色和蓝色两种,其他诸如褐色、绿色等在宝石上都不重要。
锆石的成因一般可分成高型锆石和低型锆石。低型锆石因有较多的放射性,因而不宜做首饰;只有透明度较高的高型无色、红色锆石才能做宝石用,而雅美的蓝色锆石则可由对红锆石进行加热处理转变而成(国际珠宝界接受)。
1、锆石的识别与评估
锆石成分为ZR[SIO4],硬度为7左右,它具有高的折光率、色散及高的双折光率,因而可见明显的双影。市场上用其他材料仿锆石的不多,较多情况下是用锆石去仿其他宝石如钻石等。锆石与钻石的区别主要是钻石能源出五颜六色的“火”,且不会有偏光性及双影。而锆石则“火”彩较弱,可见明显双影。
此外,值得注意的是,市场上人们经常说的“苏联钻”、“方晶锆石”(香港)、“白锆”、“紫锆”等,并不是真正的锆石,它们与天然锆石有不同的木结构及成分,其中“苏联钻”和“方晶锆石”学名为立方氧化锆,与锆石的重要区别是没有偏光性,更不会见到“双影 ”。
鉴别关键 外表光芒射,内部可见双影。
锆石的价格主要决定于颜色、透明度、净度、大小及做工好坏等几个因素,同时受市场因素影响较大。目前市场上对蓝色锆石的需求量较大,因而其价格就高于其他颜色的锆石。其他因素的影响与一般宝石如石榴石等相同。
评估关键 纯净、透明、色美。
2、锆石的产地
锆石的主要产地是柬埔、斯里兰卡和缅甸。在这些地区开采锆石并不是一件容易的事。因为锆石大多位于表土层下8-10英尺下,且当地的矿床又多位于水平线以下,因此开采时水经常会淹没矿坑。在斯里兰卡,人们在开采时,往往要举行一些迷信的仪式,乞求上帝的保佑,使开采顺利等。
3、锆石首饰选购要诀
(1)想选钻石的代用品最好选色白、圆型切工的锆石。
(2)锆石性脆,表面边棱易于磨花,选购时应留心它的边棱。
4、锆石虽与钻石有相似之处,但仍然有很大区别
(1)锆石是非均质体,从琢磨好的锆石刻面石顶面往下看,可以见到底部的棱面具有清晰的双影,而钻石则无此双影。
(2)钻石的硬度为10,而锆石的硬度为8。用锆石来刻划硬度为9的标准硬度片刻不动,便可与钻石区别。
(3)钻石的比重为3.52,而锆石的比重则达4.2以上。
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参考:互联网
‘柒’ 钻石的形成
有人说钻石是永恒的,可能是因为钻石是有着10亿年历史的变异岩石,在地球深层地幔中经受了多次挤压和高温的考验。
但也有人认为砖石是20世纪最大的谎言,可能是因为砖石很少有工业价值,或者是被商人炒作的产物。
不管怎样,一大块碳需要很长很长时间才能结晶成一颗闪闪发光的钻石,事实上,科学家们一直不确定他们是如何形成的。
一种主流的理论认为,当海床板块(海洋板块的一部分)在所谓的构造俯冲带在大陆板块下研磨时,许多钻石就形成了。
在这一过程中,大洋板块和海底的所有矿物都深入到200多公里深的地幔中,在那里,它们在比地表温度和压力大数万倍的高温和压力下慢慢结晶。
最终,这些晶体与称为金伯利岩的火山岩浆混合,以钻石的形式出现在地球表面,最终变成昂贵的各种首饰。
支持这一理论的证据是砖石中的矿物质可以在海洋中找到,正是这些矿物赋予了蓝色宝石标志性的颜色(比如臭名昭着被诅咒的希望蓝砖石)。
这些钻石是地球上最深、最稀有、最昂贵的钻石之一,没人愿意把它用作科学研究。然而,就在昨天(5月29日)发表在《科学进展》杂志上的研究为钻石的海洋起源说提供了新的证据。
在这项研究中,研究人员观察研究了一种更为常见的砖石(纤维状钻石,如金刚石)内部的含盐量沉积物。
与大多数用于婚礼的钻石不同,纤维状钻石上布满了少量的盐,如钾、钠和其他物质。
对于珠宝商来说,这些砖石的价值不大,但对于那些想要揭开它们地下起源的科学家来说,无疑更有价值。
澳大利亚麦考瑞大学教授、这项新研究的主要作者迈克尔·福斯特在一份声明中说:有一种理论认为,钻石中所含的盐分来自海洋海水,但这一理论无法得到验证。
因此,福斯特和他的同事们没有追踪钻石真正的古代起源,而是试图在他们的实验室里重现海底矿物下沉到地幔时发生的超热、超压反应。
研究小组将海洋沉积物样本放入一个装有一种叫做橄榄岩的矿物容器中,橄榄岩是一种火山岩,广泛存在于人们认为钻石形成的深处。
然后,他们将混合物暴露在模拟地幔的高温高压环境中。
研究人员发现,当混合物受到4到6千兆帕斯卡(海平面平均大气压力的40000到60000倍)的压力和1500到2000华氏度(800到1100摄氏度)的温度时,盐晶体形成的性质几乎与纤维钻石中的盐晶体相同。
换句话说,当旧海床滑入地幔的深坩埚时,碰撞力为金刚石的形成创造了完美的条件。(昂贵宝石钻石,由纯碳制成,不含任何沉积物,但也可以通过这种方式制造。)
起先研究人员就认为,在钻石生长的过程中,周围一定存在某种含盐液体。现在已经证实,海洋沉积物符合这一条件。
同样的实验也产生了对金伯利岩形成起关键作用的矿物,在火山爆发期间,钻石通常会附着在金伯利岩表面。
所以,钻石可能真的是古代海洋历史的一部分,你可以一直戴在手上,毕竟这是你们永恒的象征。
如果这些宝石对你的品味来说太贵了,你可以选择戴上一枚金戒指或铂金戒指,同样是戴上这颗星球的极端过去。
‘捌’ 钻石怎么做的
人工钻石是把“碳种”放入净化干净的真空室,再把甲烷与氢气加热约3000摄氏度;然后泵入反应室,形成充电等离子体,气体就会分解,甲烷就会释放碳原子,并附在这些“碳种”上,最后复制钻石的晶体结构。